Hierbei bekämpft das Immunsystem Nervenbahnen und Gehirn. Die mit Abstand häufigste Erkrankung ist die Multiple Sklerose. Weitere Beispiele sind die seltenen Erkrankungen Myasthenie oder Neuromyelitis Optica (NMO, Devic-Syndrom), eine entzündliche Autoimmunerkrankung, die vornehmlich die Sehnerven (mit Beeinträchtigungen der Sehschärfe) und das Rückenmark (u.a. mit Lähmungen und Sensibilitätsstörungen an Armen und Beinen) betrifft.  Aber auch entzündliche Erkrankungen der Skelettmuskulatur, die zu einer symmetrischen Muskelschwäche führen, autoimmunentzündliche Enzephalitiden oder eine Neurosarkoidose sind seltene Autoimmunerkrankungen des zentralen Nervensystems.