เส้นประสาททรวงอกหมายถึงกลุ่มของเส้นใยประสาทที่พบในร่างกายส่วนบนโดยเฉพาะในบริเวณหน้าอก เส้นใยประสาทเหล่านี้ถือเป็นเส้นประสาทไขสันหลังซึ่งทำหน้าที่ลำเลียงและส่งข้อมูลระหว่างไขสันหลังและส่วนต่างๆของร่างกาย
เส้นประสาทเกิดจากส่วนของกระดูกสันหลัง เส้นประสาท 11 เส้นจาก 12 เส้นตั้งอยู่ในช่องว่างระหว่างกระดูกซี่โครงสองซี่ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าเส้นประสาทระหว่างซี่โครง เส้นประสาททรวงอกเส้นสุดท้ายหรือที่เรียกว่า subcostal พบอยู่ใต้ซี่โครงสุดท้าย โดยรวมแล้วเส้นประสาทเหล่านี้สื่อสารกับส่วนต่างๆของหน้าอกและช่องท้อง
เส้นใยของเส้นประสาททรวงอกสองเส้นแรกขยายไปที่ไหล่และแขนและเส้นประสาทสี่เส้นถัดไปจะส่งสัญญาณไปที่หน้าอก เส้นประสาททรวงอกห้าส่วนล่างพบที่หน้าอกและช่องท้อง เส้นประสาททรวงอกเส้นสุดท้ายให้ผนังหน้าท้องและก้นโดยเฉพาะที่ผิวหนัง
เส้นประสาททรวงอกแต่ละเส้นแบ่งออกเป็นแขนงด้านหน้าและด้านหลังที่เรียกว่ารามัสหลังและรามัสหน้าท้อง ส่วนขยายของเส้นใยเหล่านี้ส่งสัญญาณโดยตรงไปยังส่วนต่างๆของร่างกายส่วนบนรวมถึงกล้ามเนื้อเนื้อเยื่อส่วนลึกผิวหนังและหลอดเลือด