Воля наряду с другими сторонами психики имеет материальную основу в виде нервных мозговых процессов.
Материальной основой воли являются нервные структуры, направляющие и поддерживающие целенаправленность волевого действия. При поражении лобных долей мозга, в частности так называемых префронтальных участков коры, наступает аппраксия, проявляющаяся в нарушении произвольной регуляции движений и действий, которые не подчиняются заданной программе, и, следовательно, делают невозможным осуществление волевого акта. Человек с таким поражением мозга, начав выполнять какое-либо действие, сразу прекращает или изменяет его в результате какого-либо случайного воздействия. В клинической практике описывался случай, когда такой больной, проходя мимо раскрытого шкафа, вошел в него и стал беспомощно озираться вокруг себя, не зная, что делать дальше. Поведение таких больных превращается в неуправляемые, разорванные действия.
На почве мозговой патологии может возникнуть и абулия (болезненное безволие), проявляющаяся в отсутствии побуждений к деятельности, в неспособности принять решение и осуществить нужное действие, хотя необходимость его осознается. Абулия вызвана патологическим торможением коры, в результате которого интенсивность импульсов к действию оказывается значительно ниже оптимального уровня.
Особое значение в выполнении волевого действия имеет вторая сигнальная система, осуществляющая всю сознательную регуляцию человеческого поведения. Вторая сигнальная система активизирует не только моторную часть поведения человека, она является пусковым сигналом для многих психических процессов: мышления, воображения, памяти, регулирует внимание, вызывает чувства. И.П. Павлов подчеркивал, что произвольность движений есть результат суммарной работы всей коры головного мозга.
Рефлекторная природа волевой регуляции поведения предполагает создание в коре мозга очага оптимальной возбудимости, который выступает в качестве носителя цели действия. Существующий в коре очаг оптимальной возбудимости нуждается в постоянной энергетической подпитке. Задачу энергетического снабжения коры выполняет ретикулярная формация. Человек может проявить большую энергию при выполнении какого-либо дела, упорно стремиться к достижению цели именно благодаря тому, что ретикулярная формация поддерживает своей энергией очаг оптимальной возбудимости.
Таким образом, волевое поведение является результатом взаимодействия многих весьма сложных физиологических процессов мозга с воздействиями внешней среды.