La gaine de myéline se forme lorsque des cellules individuelles étendent leurs membranes plasmiques autour des axones des neurones en spirale. Dans le système nerveux central, elles sont appelées cellules oligodendrogliales, tandis que dans le système nerveux périphérique , elles sont appelées cellules de Schwann.
La gaine de myéline fournit une isolation pour les signaux électriques traversant les cellules nerveuses. Il faut de nombreuses cellules pour isoler complètement un seul axone. Ces cellules ont de petits espaces entre elles, appelés nœuds de Ranvier, qui sont essentiels à leur fonction.
L'isolation fournie par la gaine de myéline n'est pas la même que l'isolation autour du câblage électrique artificiel. Ces gaines font voyager le signal électrochimique à travers les axones nerveux plus rapidement qu'ils ne le feraient autrement. Dans les fibres nerveuses à gaine de myéline, les signaux se déplacent à une vitesse proportionnelle au diamètre de la fibre, tandis que dans les fibres non myélinisées, les signaux se déplacent à une vitesse proportionnelle à la racine carrée du diamètre.
Les gaines de myéline ont une structure de couches alternées de protéines et de lipides. Dans le système nerveux périphérique, les gaines de myéline peuvent former jusqu'à 100 couches. Les cellules qui forment les gaines ont des membranes cellulaires aplaties en forme de bêche, qui s'enroulent autour de la fibre nerveuse d'une manière semblable à un sac de couchage enroulé.