Rytm okołodobowy wpływa na aktywność autonomicznego układu nerwowego poprzez regulację jego aktywności w różnych fazach doby. Podczas fazy aktywności, która zazwyczaj przypada na dzień, aktywność współczulna jest zwiększona, podczas gdy podczas fazy spoczynku, przypadającej na noc, aktywność przywspółczulna jest wzmożona.
W okresach spoczynku, zwłaszcza podczas snu, aktywność przywspółczulna jest wzmożona, co prowadzi do zmniejszenia aktywności narządów wewnętrznych i spowolnienia funkcji życiowych, takich jak tętno, oddech i metabolizm.
Część współczulna AUN jest odpowiedzialna za reakcje organizmu w sytuacjach stresowych lub wymagających wysiłku. Podczas aktywności fizycznej, stresu lub innych sytuacji wymagających wzmożonej reakcji organizmu, aktywność współczulna zostaje wzmocniona.