筋骨格系は100以上の自由度を持つ．したがって，運動システムでは，多自由度で非線形な運動機構および環境との複雑な相互作用に対応して多様な運動プログラムおよび内部モデルが形成されている．それらに基づいて，腕の軌道・力制御，対象物のマニピュレーション，姿勢・歩行の制御など，個々の運動が制御される．制御の多くは階層構造になる．下位の筋およびせき髄調節系ではフィードバック制御が中心となり，小脳，大脳基底核，皮質連合野からなる上位側では内部モデルを活用したフィードフォワード制御が中心となる．