Il nervo radiale e i suoi rami forniscono innervazione motoria a tutti i muscoli del gruppo posteriore del braccio (il tricipite brachiale e l'anconeo) e dei gruppi posteriore e laterale dell'avambraccio; innerva inoltre gli estensori estrinseci dei polsi e delle mani. Il nervo tramite le sue fibre sensitive fornisce anche innervazione sensoriale cutanea alla faccia posteriore del braccio e dell’avambraccio così come alla maggior parte del dorso della mano (regione laterale), la cute dorsale di 1°, 2° e 3° dito (ad eccezione delle falangi distali), ma non alla parte posteriore del mignolo ed alla metà adiacente dell'anulare (innervate dal nervo ulnare).