У паукообразных нервная система имеет разнообразное строение с рядом особенностей. Так, в головном мозге нет дейтоцеребрума. Это обусловлено редукцией придатков акрона. А вот передний и задний отделы головного мозга – протоцеребрум и тритоцеребрум сохраняются. У клещей и сенокосцев ганглии образуют кольцо вокруг пищевода, а у скорпионов выделяется брюшная цепочка ганглиев.
По-разному у ракообразных развиты и органы чувств. Самое важное у пауков – это осязание. Каждый волосок, который в большом количестве рассеян по поверхности тела, прикреплен подвижно к ямке в покровах и соединен с находящейся у основания группой чувствительных клеток. Волосок чутко реагирует на происходящее и воспринимает самые минимальные колебания паутины или воздуха. При этом по интенсивности колебаний паук способен различать природу раздражителя.
Лировидные органы служат органами химического чувства. Они представляют собой щели в покровах, ведущие к чувствительным клеткам. Лировидные органы распространены по всему телу.
У паукообразных органами зрения служат простые глаза. Их количество от 2 до 12. У скорпионов несколько пар находится по бокам и одна спереди, а у пауков – на головогрудном щите. Но, несмотря на такое количество глаз, зрение слабое у паукообразных. Расстояние в 30 см – это максимум, на котором они способны различать предметы, а для многих видов и того меньше. Скорпионы, к примеру, видят всего на расстоянии нескольких см. Для бродячих видов паукообразных зрение очень важно, так как с его помощью самец различает самку и наоборот, а также охотится за добычей.