Komórki nerwowe łączą się poprzez rozszerzenia zwane aksonami, które tworzą sieć we włóknach nerwowych i mózgu. Rozciągają się one od ciała komórki lub somy do końców, gdzie synapsy przekazują sygnały elektryczne do innych komórek nerwowych. Zwyrodnienie aksonów może wystąpić w wyniku urazu lub choroby. Jeśli gałąź aksonu zostanie odcięta, oddzielony segment zwykle pęka, wraz z dołączoną sekcją w pobliżu miejsca pęknięcia. Niektóre białka mogą być zaangażowane w proces degeneracji aksonów, ale od 2011 roku nie wiadomo dokładnie, które z nich i jak przebiegają rozkład materiału komórkowego.
Kiedy odcięte aksony pękają, nazywa się to degeneracją Wallera. Proces ten zaobserwowano po raz pierwszy w latach 1850. XIX wieku, ale kolejność wydarzeń, które go wyzwalają, pozostaje niejasna. Nie było również ogólnej funkcji, która mogłaby zostać zakłócona, aby powstrzymać rozpad aksonów. Na degenerację aksonów zazwyczaj wpływają trzy rzeczy: wewnętrzna dynamika komórki, reakcja neuronu na uraz oraz procesy molekularne podczas degeneracji.
Pozostała część aksonu na komórce zwykle trochę się degeneruje po przerwie, ale może przeżyć. Zmiany w ciele komórki nerwowej umożliwiają rozpad fragmentów aksonu. Gałęzie komórek nerwowych mogą rozciągać się tysiące razy w stosunku do średnicy komórki. Aksony mogą zostać złamane poprzez przecięcie, zmiażdżenie lub zamrożenie, a reakcje chemiczne mogą je również uszkodzić. Komórki nerwowe mogą również ulegać dalszej degradacji po uszkodzeniu, gdy białka są aktywowane w odpowiedzi na początkowe uszkodzenie.
Urazy i różne choroby neurologiczne mogą prowadzić do zwyrodnienia aksonów. Choroba Alzheimera, a także choroba Parkinsona mogą się rozwijać, ponieważ wiele komórek nerwowych traci połączenia. Choroby takie jak cukrzyca i jaskra często powodują również taki fizyczny wpływ na komórki nerwowe. Podobnie neurologiczne skutki chemioterapii. Urazy mogą obejmować bezpośrednie uderzenia i inne siły na tkankę nerwową i mózgową, które mogą fizycznie rozerwać aksony.
Naukowcy znaleźli dowody na to, że neurony mogą być wewnętrznie zaprogramowane na degenerację aksonów. Na ogół nie wiadomo, jak przebiega to na poziomie molekularnym, ale naukowcy zidentyfikowali niektóre z zaangażowanych białek. Poprzez niszczenie tych białek, degeneracja spowodowana chemioterapią została opóźniona w badaniach. Trwają poszukiwania, począwszy od 2011 roku, w celu znalezienia wspólnej metody zwyrodnienia aksonów, aby terapia medyczna mogła temu zapobiec w różnych przypadkach.