Ένα νευρικό νήμα είναι ένα στοιχείο του κυτταροσκελετού που είναι ειδικό για τους νευρώνες. Τα νευρικά νήματα είναι παρόμοια με τα κυτταροσκελετικά στοιχεία σε άλλα κύτταρα, αλλά αποτελούνται από διαφορετικό σύνολο πρωτεϊνών. Είναι ιδιαίτερα πολυάριθμοι στους νευράξονες, δηλαδή μεγάλες προεκτάσεις νευρώνων που γενικά μεταδίδουν νευρικές ώσεις μακριά από το κυτταρικό σώμα προς άλλα κύτταρα. Αρκετές νευρολογικές διαταραχές συνδέονται άμεσα με την υπερπαραγωγή νευροϊνών.
Ένα κύτταρο διατηρεί το σχήμα του και πραγματοποιεί τη μεταφορά ορισμένων κυτταρικών συστατικών μέσω του κυτταροπλάσματος με τη χρήση του κυτταροσκελετού του. Τα κυτταροσκελετικά στοιχεία συγκρατούν τα οργανίδια στη θέση τους και επιτρέπουν ακόμη και την κίνηση σε ορισμένα κύτταρα επειδή αποτελούν δομικό συστατικό των βλεφαρίδων και των μαστίγιων. Ο κυτταροσκελετός είναι χτισμένος από μικροσωληνίσκους περίπου 23 nm, μικρονημάτια περίπου 6 nm και ενδιάμεσα νήματα περίπου 10 nm. Τα ενδιάμεσα νήματα στο δέρμα και τα μαλλιά είναι συνήθως κατασκευασμένα ως επί το πλείστον από κερατίνη, ενώ εκείνα που αποτελούν μέρος της δομής της πυρηνικής μεμβράνης σε κάθε κύτταρο είναι κατασκευασμένα από ελασματοποιημένο υλικό.
Το νευρικό νήμα είναι ένα ενδιάμεσο νήμα που αποτελείται από τουλάχιστον δύο από τους τρεις διαφορετικούς τύπους εξειδικευμένων πρωτεϊνικών υπομονάδων. Αυτοί οι τρεις τύποι ονομάζονται Neurofilament light (NF-L), Neurofilament medium (NF-M) και Neurofilament heavy (NF-H). κάθε νευροΐνα αποτελείται από NF-L και είτε NF-M είτε NF-H. Άλλες πρωτεΐνες σε ορισμένα νευροϊνίδια όπως το Nestin, βρίσκονται στους αναπτυσσόμενους νευρώνες και η βιμεντίνη βρίσκεται σε ορισμένους νευρώνες του αμφιβληστροειδούς καθώς και στους νευρώνες που αναπτύσσονται.
Τόσο οι δενδρίτες όσο και οι άξονες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από ενδιάμεσα νήματα για να σχηματίσουν το πλαίσιο τους. Η επιφάνεια μιας παράπλευρης προέκτασης από το ένα άκρο – το άκρο C – κάθε νευροϊνών είναι πολωμένη έτσι ώστε τα νευροϊνίδια εντός του ίδιου δενδρίτη ή αξόνου να απωθούν το ένα το άλλο. Αυτό δημιουργεί ένα χώρο μεταξύ τους που λειτουργεί ως δίοδος για την αγωγή του νευρικού σήματος και δίνει στον άξονα πρόσθετη δύναμη. Ο αριθμός των νευροϊνιδίων καθορίζει τότε το πλάτος της διαδρομής σήματος και επομένως την ταχύτητα μετάδοσης σήματος.
Η νόσος Αλτσχάιμερ, η νόσος του Λου Γκέριγκ και η γιγαντιαία νευροπάθεια είναι όλες διαταραχές που συνεπάγονται υπερπληθώρα νευροϊνών. Οι άξονες σε έναν νευρώνα με υπερβολικά νευροϊνίδια είναι γεμάτοι και δεν μπορούν να μεταδώσουν τα νευρικά σήματα αποτελεσματικά. Μια άλλη νευρολογική διαταραχή που σχετίζεται με δυσλειτουργία νευροϊνών είναι η νόσος Charcot-Marie-Tooth που προκαλεί αλλοίωση των νευραξόνων και νεκρά κύτταρα σε ορισμένους μυϊκούς ιστούς. Κατά τη μελέτη αυτής της ασθένειας, οι επιστήμονες ανακάλυψαν πρόσφατα μια μετάλλαξη στο γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη NF-L που μπορεί επίσης να εμπλέκεται σε άλλες νευροπάθειες.