Il sistema nervoso centrale è costituito dal cervello e dal midollo spinale, mentre il sistema nervoso periferico è costituito da cellule nervose sensoriali e motorie che attraversano il resto del corpo. I neuroni sono responsabili dell'invio, della ricezione e dell'interpretazione delle informazioni da tutte le parti del corpo.
I neuroni contengono gli stessi componenti cellulari degli altri cellule del corpo. Il corpo cellulare centrale è la parte del processo di un neurone e contiene quello del neurone nucleo, citoplasma associato, organelli e altre strutture cellulari. Il corpo cellulare produce proteine necessarie per la costruzione di altre parti del neurone.
Le informazioni vengono comunicate tra le strutture del sistema nervoso attraverso segnali nervosi. Assoni e dendriti sono raggruppati in quelli che vengono chiamati nervi. Questi nervi inviano segnali tra il cervello, il midollo spinale e altri organi del corpo attraverso gli impulsi nervosi. Gli impulsi nervosi, o potenziali d'azione, sono impulsi elettrochimici che inducono i neuroni a rilasciare segnali elettrici o chimici che avviano un potenziale d'azione in un altro neurone. Gli impulsi nervosi vengono ricevuti dai dendriti neuronali, passano attraverso il corpo cellulare e vengono trasportati lungo l'assone verso i rami terminali. Poiché gli assoni possono avere numerosi rami, gli impulsi nervosi possono essere trasmessi a numerose cellule. Questi rami finiscono in giunzioni chiamate sinapsi.
È alla sinapsi in cui gli impulsi chimici o elettrici devono attraversare un vuoto ed essere trasportati ai dendriti delle cellule adiacenti. Alle sinapsi elettriche, gli ioni e altre molecole passano attraverso le giunzioni gap consentendo la trasmissione passiva di segnali elettrici da una cellula all'altra. Alle sinapsi chimiche, vengono rilasciati segnali chimici chiamati neurotrasmettitori che attraversano la giunzione gap per stimolare il neurone successivo. Questo processo è realizzato da esocitosi dei neurotrasmettitori. Dopo aver attraversato il divario, i neurotrasmettitori si legano ai siti dei recettori sul neurone ricevente e stimolano un potenziale d'azione nel neurone.
La segnalazione chimica ed elettrica del sistema nervoso consente risposte rapide ai cambiamenti interni ed esterni. Al contrario, il sistema endocrino, che utilizza gli ormoni come suoi messaggeri chimici, è in genere ad azione lenta con effetti di lunga durata. Entrambi questi sistemi lavorano insieme per mantenere omeostasi.
Esistono tre categorie principali di neuroni. Sono neuroni multipolari, unipolari e bipolari.
I neuroni sono classificati come motori, sensoriali o interneuroni. I motoneuroni trasportano informazioni dal sistema nervoso centrale a organi, ghiandole e muscoli. I neuroni sensoriali inviano informazioni al sistema nervoso centrale da organi interni o da stimoli esterni. Gli interneuroni trasmettono segnali tra neuroni motori e sensoriali.