L'unité de base du système nerveux est le neurone, ou cellule nerveuse. Les neurones se distinguent des autres cellules par leur capacité à communiquer avec d'autres neurones par transmission synaptique et forment des réseaux de communication hautement structurés. Les neurones sont des cellules électriquement excitables qui reçoivent, traitent et transmettent des informations à l'aide de signaux électriques et chimiques.
Les neurones sont également différents des autres cellules en raison de leur forte polarisation avec des régions morphologiques particulièrement spécialisées et distinctes. Les dendrites sont les régions où les signaux d'autres neurones sont reçus. L'axone est un élément clé de la cellule et transmet des signaux d'une région à une autre. Les synapses sont les régions terminales des axones qui forment des connexions avec d'autres neurones. C'est le point où se produit la transmission synaptique. Il a été estimé qu'un seul neurone est capable de recevoir des signaux de 10 000 autres cellules. Le soma est la partie corporelle de la cellule et contient son noyau et les divers organites nécessaires aux fonctions cellulaires.
Les neurones sont les principaux composants du système nerveux, qui comprend la moelle épinière, le cerveau et les systèmes nerveux central et périphérique. Des types de neurones hautement spécialisés remplissent des fonctions uniques. Les neurones sensoriels sont ceux qui réagissent au toucher, à la lumière et au son. Les motoneurones activent les muscles et les glandes après avoir reçu des signaux de la moelle épinière et du cerveau. Les interneurones connectent les neurones les uns aux autres et forment des réseaux neuronaux régionaux dans des zones partagées de la moelle épinière ou du cerveau.