Οι συνάψεις νευρώνων μπορεί να είναι είτε ηλεκτρικές είτε χημικές και είναι οι δομές που επιτρέπουν στους νευρώνες στο σώμα να επικοινωνούν μεταξύ τους και, ουσιαστικά, σε άλλες περιοχές του σώματος. Η σηματοδότηση μεταξύ προσυναπτικών και μετασυναπτικών νευρώνων λαμβάνει χώρα μέσω συνάψεων νευρώνων και η επικοινωνία μεταξύ των δύο γίνεται ως αποτέλεσμα ενός δυναμικού δράσης. Η επικοινωνία μπορεί να πραγματοποιηθεί λόγω της σύνδεσης μεταξύ των τερματικών κουμπιών του ενός νευρώνα με έναν άλλο νευρώνα ή με μια μεμβράνη ενός νευρικού κυττάρου, όπως ένα κύτταρο αδένα ή μυϊκό κύτταρο.
Ένα δυναμικό δράσης εμφανίζεται όταν υπάρχει ακανόνιστη κατανομή θετικών και αρνητικά φορτισμένων ιόντων εντός του νευράξονα. Ορισμένα ιόντα μπορούν να εισέλθουν και να εξέλθουν από τον άξονα μέσω καναλιών ιόντων. Όταν ανοίγεται ένας αριθμός καναλιών ιόντων πλησιέστερο στο κυτταρικό σώμα, ή το σώμα ενός νευρώνα, προκαλείται ένα δυναμικό δράσης.
Το άνοιγμα τέτοιων καναλιών επιτρέπει στα θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου να εισέλθουν στον άξονα, αντιστρέφοντας το δυναμικό σε αυτή τη θέση. Αυτό προκαλεί το άνοιγμα των γειτονικών καναλιών, δημιουργώντας περαιτέρω μια αντιστροφή στο δυναμικό της μεμβράνης σε εκείνο το σημείο. Αυτό το βραχύβιο ηλεκτροχημικό φαινόμενο μεταφέρεται κάτω από τον άξονα ενός νευρώνα στα τερματικά κουμπιά του και μεταδίδεται μέσω συνάψεων νευρώνων.
Ο νευρώνας που στέλνει ένα μήνυμα ονομάζεται προσυναπτικός νευρώνας. Όταν το δυναμικό δράσης φτάσει στα τερματικά κουμπιά του προσυναπτικού νευρώνα, μια ουσία πομπού απελευθερώνεται στη συναπτική σχισμή, ένα κενό που γεμίζει με υγρό. Ο μετασυναπτικός νευρώνας, ή ο νευρώνας που λαμβάνει το μήνυμα, είναι σε θέση να το κάνει λόγω ειδικών μορίων πρωτεΐνης που βρίσκονται στη μεμβράνη του. Αυτές οι πρωτεΐνες ανταποκρίνονται στην ουσία του πομπού που απελευθερώνεται στη συναπτική σχισμή από τον προσυναπτικό νευρώνα. Η σηματοδότηση τόσο μεταξύ του προσυναπτικού όσο και του μετασυναπτικού νευρώνα μπορεί να λάβει χώρα μόνο μέσω συνάψεων νευρώνων και παρόλο που υπάρχουν συνάψεις ηλεκτρικά και χημικά φορτισμένες, υπάρχουν σημαντικά περισσότερες χημικές.
Οι συνάψεις νευρώνων είναι είτε διεγερτικές είτε ανασταλτικές. Ο όρος «διεγερτικές συνάψεις» αναφέρεται όταν τα τερματικά κουμπιά ενός νευρώνα εκκενώνουν ουσίες στη συναπτική σχισμή που διεγείρουν τον μετασυναπτικό νευρώνα. Ως αποτέλεσμα αυτού, ο άξονας του μετασυναπτικού νευρώνα είναι πιο πιθανό να πυροδοτήσει, στέλνοντας ηλεκτροχημικά σήματα σε διαφορετικούς νευρώνες ή νευρικά κύτταρα. Όσο πιο ενεργή είναι η διεγερτική σύναψη, τόσο πιο γρήγορα θα πυροδοτηθεί ο άξονας.
Οι ανασταλτικές συνάψεις έχουν αντίστροφο αποτέλεσμα. Κάνουν τους άξονες των μετασυναπτικών συνάψεων απίθανο να πυροβολήσουν. Όσο πιο ενεργή είναι η ανασταλτική σύναψη, τόσο πιο αργά θα πυροδοτηθεί, εάν πυροδοτηθεί καθόλου.