[1][6][7] La estructura interna del núcleo ambiguo se puede clasificar en tres partes: compacta, semicompacta y difusa.
En posición rostral y dorsal al resto del núcleo ambiguo se encuentra un grupo de motoneuronas compactas que inervan el esófago.
[6][7] Además, en estudios de neuroanatomía elaborado en animales, se ha observado una formación externa de neuronas parasimpatícas preganglionares, que inervan el corazón, y cuyas fibras nerviosas son canalizadas por el nervio vago.
[6][7] Para la via motora descendente de las motoneuronas que inervan el paladar, faringe, laringe y otros músculos del cuello, el núcleo ambiguo recibe información desde la corteza premotora y otras áreas de la corteza por el trayecto corticobulbar que atraviesa la cápsula interna del cerebro.
La tercera rama es el nervio laríngeo recurrente que inerva la musculatura intrínseca de la laringe con excepción del músculo cricotiroideo.
[4] Una irritación en las vías aéreas es transmitida al tronco del encéfalo y puede llevar a cabo una respuesta también participada por el núcleo ambiguo.
[9] Una lesión o tumor que afecte al núcleo ambiguo o a las fibras nerviosas suele conducir a un cuadro clínico de disfagia y dificultad para la respiración y afonía.