El nervio oculomotor contiene fibras motoras que inervan los músculos rectos medial, superior e inferior del globo ocular, el músculo oblicuo inferior y el músculo que eleva el párpado superior, así como fibras autónomas que, interrumpidas en el ganglio ciliar, inervan los músculos lisos internos del ojo: el esfínter de la pupila y el músculo ciliar.