W obwodowym i ośrodkowym układzie nerwowym występuje kilka różnych typów neuroprzekaźników peptydowych, w tym opioidy, somatostatyny i sekretyny. Inne grupy neuroprzekaźników peptydowych obejmują neuroprzysadki, gastryny i insulinę. W odróżnieniu od innych neuroprzekaźników obecnością aminokwasów, neuroprzekaźniki peptydowe mogą mieć zaledwie dwa aminokwasy lub nawet 100 aminokwasów połączonych krótkimi łańcuchami; większość ma mniej niż 30 aminokwasów. Niektóre neuroprzekaźniki peptydowe są również uważane za hormony.
Neuroprzekaźniki peptydowe, często nazywane neuropeptydami, są najbardziej aktywne w obszarze przewodu pokarmowego (GI). Podobnie jak inne neuroprzekaźniki, neuropeptydy są uwalniane z pęcherzyków na końcach komórek nerwowych i przemieszczają się przez szczelinę synaptyczną do innych neuronów. W przypadku neuropeptydów, które są hormonami, hormony te są najpierw uwalniane z gruczołu, a następnie gromadzone w pęcherzykach neuronów wewnątrz tego gruczołu, gdzie często są dopasowywane do białek nośnikowych przed uwolnieniem z pęcherzyka. Neuroprzekaźniki peptydowe, kontrolery fizjologii i zachowania, znane są z powolnego, ale długotrwałego działania.
Uważane za naturalne środki przeciwbólowe, neuroprzekaźniki opioidowe uczestniczą w odczuwaniu bólu i pociągu seksualnym. Są tak nazwane, ponieważ przyczepiają się do tych samych receptorów aktywowanych przez opium. Podzielone na trzy klasy, neuroprzekaźniki peptydów opioidowych obejmują endorfiny, dynorfiny i enkefaliny. Oprócz bólu i przyciągania, neuroprzekaźniki peptydów opioidowych są również niezbędne do kontroli pamięci, ruchu i napadów padaczkowych. Większość neuroprzekaźników opioidowych znajdujących się w organizmie znajduje się w obszarze mózgu.
Somatostatyny działają w rejonie trzustki i żołądka. Te neuroprzekaźniki peptydowe są najbardziej znane ze swojej zdolności do tłumienia innych hormonów, takich jak wydzielane przez przysadkę mózgową i te oddziałujące na przewód pokarmowy, takie jak gastryna i insulina. To tłumienie pomaga stworzyć równowagę w regionie GI.
Sekretyny to kolejny rodzaj neuroprzekaźnika peptydowego, który wspomaga trawienie. W szczególności sekretyna wyzwala produkcję żółci w wątrobie. Dodatkowo ten przekaźnik chemiczny kontroluje, kiedy żołądek i trzustka wytwarzają pepsynę i soki trawienne.
Neurohypophyseals, najbardziej aktywne w mózgu i we krwi, są neuroprzekaźnikami peptydowymi, które modulują funkcje poznawcze, zachowania społeczne i niektóre funkcje organizmu, takie jak laktacja i oddawanie moczu. Należą do nich takie chemikalia jak wazopresyna i oksytocyna. Psychiatrzy przypisują oksytocynie wywoływanie ochronnych i przystosowawczych zachowań wobec zaufanych osób oraz zachęcanie do agresji wobec osób zagrażających. Wazopresja pomaga nerkom ograniczyć ilość wody uwalnianej podczas oddawania moczu, służąc tym samym jako środek przeciwdiuretyczny.
Gastryna i insulina to dwa rodzaje neuropeptydów, które działają w tandemie. Insulina, chemiczny hormon i przekaźnik, który moduluje poziom cukru we krwi, może zostać pobudzona przez gastrynę, która określa, kiedy następuje wzrost poziomu insuliny. Cztery różne rodzaje gastryny kontrolują również poziom kwasu solnego wytwarzanego w przewodzie pokarmowym.