Dây thần kinh vận động là dây thần kinh thứ ba trong số 12 đôi dây thần kinh sọ của não. Dây thần kinh này chịu trách nhiệm cho chuyển động nhãn cầu và mí mắt. Nó đi theo các dây thần kinh khứu giác và thị giác về mặt trật tự.
Dây thần kinh vận động cơ bao gồm hai thành phần riêng biệt, mỗi thành phần có một chức năng riêng biệt.
Thành phần vận động soma cung cấp bốn cơ ngoại nhãn trong mắt và cơ nâng mi trên của mi trên với các sợi vận động (chuyển động). Nó kiểm soát các cơ cho phép theo dõi và cố định thị giác bằng mắt. Theo dõi trực quan là khả năng theo dõi một đối tượng khi nó di chuyển trong tầm nhìn. Định hình là khả năng tập trung vào một đối tượng đứng yên.
Thành phần vận động nội tạng kiểm soát nội tâm phó giao cảm (các dây thần kinh liên quan đến các hành động không tự chủ) của cơ thể mi và nhú cơ co thắt, hỗ trợ cho việc ăn ở và phản xạ ánh sáng đồng tử. Khả năng lưu trú là khả năng của mắt để giữ một đối tượng được lấy nét khi khoảng cách của đối tượng đó từ mắt thay đổi. Phản xạ ánh sáng ở đồng tử là những thay đổi tự động về độ giãn nở (kích thước) của đồng tử, giúp điều chỉnh lượng ánh sáng đi vào mắt, đảm bảo ánh sáng vừa đủ để nhìn nhưng không quá chói.
Dây thần kinh vận động cơ có thể bị liệt trong một tình trạng được gọi là liệt dây thần kinh vận động cơ. Tình trạng này có thể là do đa xơ cứng hoặc các bệnh khử men khác, chấn thương trực tiếp, tổn thương chiếm chỗ (như ung thư não), bệnh vi mạch (như tiểu đường) hoặc xuất huyết dưới nhện tự phát (chảy máu vào khoảng giữa hai trong số các màng bao não). Phình mạch quả mọng là một loại xuất huyết dưới nhện.
Dây thần kinh vận động cơ chịu trách nhiệm cho phần lớn các chuyển động của mắt và mí mắt, mặc dù dây thần kinh trochlear và dây thần kinh bắt cóc cũng góp phần vào chuyển động của mắt.