Nöronlar üç ana bölümden oluşur:hücre gövdesi, dendritler ve akson. Hücre gövdesi çekirdeği ve hücrenin organellerinin çoğunu içerir. Dendritler hücre gövdesinin diğer nöronlardan sinyal alan kısa, dallanmış uzantılarıdır. Akson, sinyalleri diğer nöronlara ileten hücre gövdesinin uzun, ince bir çıkıntısıdır.
Nöronlar birbirleriyle elektriksel ve kimyasal sinyaller aracılığıyla iletişim kurar. Bir nöron başka bir nörondan sinyal aldığında aksiyon potansiyeli adı verilen elektriksel bir uyarı üretir. Bu aksiyon potansiyeli akson boyunca ilerler ve nörotransmiterler adı verilen kimyasal habercilerin salınmasına neden olur. Nörotransmiterler diğer nöronlardaki reseptörlere bağlanarak onların aksiyon potansiyelleri üretmesine ve iletişim döngüsünü sürdürmesine neden olur.
Sinir sistemi karmaşık ağlarla birbirine bağlanan milyarlarca nörondan oluşur. Bu ağlar, bilginin vücutta hızlı ve etkili bir şekilde iletilmesine olanak tanır. Nöronlar, nefesimizi ve kalp atışımızı kontrol eden basit reflekslerden, düşünmemize, öğrenmemize ve hatırlamamıza olanak tanıyan karmaşık bilişsel işlevlere kadar her şeyden sorumludur.