Spațiul dintre celulele nervoase se numește sinapse. Este un gol utilizat pentru comunicarea între celulele nervoase. Pentru a transmite un semnal electric de la o celulă nervoasă la alta, substanțele chimice sunt eliberate în sinapse de o celulă nervoasă și preluate de celălalt celulă nervoasă.
Celula nervoasă care eliberează substanțe chimice în sinapse este numită neuron presinaptic; cel care primește semnalul este neuronul postsynaptic. Chimicalele eliberate în sinapse sunt neurotransmițători, cum ar fi acetilcolina și dopamina.
Un semnal electric sau un impuls se deplasează în jos axonul sau porțiunea de fibră a neuronului presinaptic, determinând veziculele din terminalele axonului să se îmbină cu membrana celulară. Această fuziune eliberează neurotransmițătorii din vezicule în sinapse. Dendritele, care sunt fibre care aduc mesaje către corpul celular al neuronilor, iau neurotransmițătorii. Într-o celulă postsynaptică, neurotransmițătorii determină o serie de evenimente care duc la transmiterea semnalului electric pe axon.