Det centrale nervesystem består af hjerne og rygmarv, mens det perifere nervesystem består af sensoriske og motoriske nerveceller, der kører i resten af kroppen. Neuroner er ansvarlige for at sende, modtage og fortolke information fra alle dele af kroppen.
Neuroner indeholder de samme cellulære komponenter som andre kropsceller. Den centrale cellelegeme er procesdelen af en neuron og indeholder neuronens kerne, associeret cytoplasma, organeller og andre cellestrukturer. Cellelegemet producerer proteiner, der er nødvendige til konstruktion af andre dele af neuronet.
Information formidles mellem nervesystemets strukturer gennem nervesignaler. Axoner og dendritter er bundtet sammen i det, der kaldes nerver. Disse nerver sender signaler mellem hjernen, rygmarven og andre organer i kroppen via nerveimpulser. Nerveimpulser eller handlingspotentialer er elektrokemiske impulser, der får neuroner til at frigive elektriske eller kemiske signaler, der initierer et handlingspotentiale i en anden neuron. Nerveimpulser modtages ved neuronale dendriter, ledes gennem cellelegemet og føres langs aksonen til terminalgrene. Da aksoner kan have mange grene, kan nerveimpulser overføres til adskillige celler. Disse grene slutter ved kryds der kaldes synapser.
Det er ved synapsen, hvor kemiske eller elektriske impulser skal krydse et mellemrum og bæres til dendritterne i tilstødende celler. Ved elektriske synapser passerer ioner og andre molekyler gennem spalteforbindelser, der muliggør passiv transmission af elektriske signaler fra den ene celle til den anden. Ved kemiske synapser frigives kemiske signaler kaldet neurotransmittere, der krydser spalteforbindelsen for at stimulere den næste neuron. Denne proces gennemføres af exocytose af neurotransmitterne. Efter at have krydset afstanden binder neurotransmittere sig til receptorsteder på den modtagende neuron og stimulerer et handlingspotentiale i neuronet.
Kemisk og elektrisk signalering i nervesystemet giver mulighed for hurtige reaktioner på interne og eksterne ændringer. I modsætning hertil endokrine system, der bruger hormoner som dets kemiske budbringere, er typisk langsomt virkende med virkninger, der er langvarige. Begge disse systemer arbejder sammen for at vedligeholde homøostase.
Der er tre hovedkategorier af neuroner. De er multipolære, unipolære og bipolære neuroner.
Neuroner klassificeres som enten motoriske, sensoriske eller interneuroner. Motoriske neuroner bærer information fra det centrale nervesystem til organer, kirtler og muskler. Sensoriske neuroner sender information til det centrale nervesystem fra indre organer eller fra eksterne stimuli. Interneuroner relæsignaler mellem motoriske og sensoriske neuroner.