Neurotransmiteri su kemikalije koje prenose informacije kroz sinaptički rascjep između neurona. Te kemikalije proizvodi tijelo, a koriste se za slanje raznih poruka, od signala za opuštanje mišića do kemijske nagrade za sudjelovanje u određenom zadatku. Mnogi su identificirani od strane istraživača koji rade s mozgom i živčanim sustavom, a mnoge druge tek treba čvrsto identificirati i razumjeti. Vrlo ih je teško vidjeti na djelu u divljini, što je komplicirano proučavanje ovih jedinstvenih kemikalija.
Te se kemikalije proizvode unutar staničnog tijela neurona. Putuju duž aksona neurona i nastanjuju se u vezikulama, koje su u biti male mahune ispunjene neurotransmiterima. Kada neuron primi ispravan impuls, vezikula će se otvoriti kako bi se oslobodio odgovarajući neurotransmiter, a kemikalija će putovati preko sinapse do receptora smještenih na dendritima susjednog neurona ili neurona.
Neki neurotransmiteri imaju ekscitatorno djelovanje, što znači da aktiviraju neurone s kojima dolaze u kontakt. Drugi su inhibitorni, isključuju neuron. Kada neuron primi poruku od neurotransmitera, on zauzvrat može proslijediti poruku susjednim neuronima. Sve ove radnje odvijaju se u djelićima sekunde, omogućujući mozgu da šalje i prima poruke gotovo trenutno na i s bilo kojeg mjesta u tijelu. Živčani sustav je iznimno složen i sofisticiran, što je jedan od razloga zašto je istraživačima bilo izazovno da ga u potpunosti razumiju.
Postoje tri glavne vrste neurotransmitera: monoamini, aminokiseline i peptidi. Neki primjeri uključuju dopamin, serotonin, GABA, acetilkolin, oksitocin, inzulin i adrenalin. Svaka kemikalija ima određenu funkciju u tijelu i živčanom sustavu. Mnogi lijekovi koji mijenjaju um sposobni su oponašati ili potisnuti djelovanje različitih neurotransmitera kako bi stvorili različite učinke, a neki lijekovi mogu uzrokovati trajne strukturne promjene ako se koriste tijekom duljeg vremenskog razdoblja. Lijekovi na recept često su dizajnirani za rad sa ili protiv specifičnih neurotransmitera.
Određeni neurotransmiteri razvili su sustave unutar mozga i živčanog sustava koji omogućuju prijenos kemikalija velikih razmjera. Dopamin je onaj koji je povezan s prijenosom volumena. Ima ulogu u tjelesnom sustavu nagrađivanja i jako je uključen u proces ovisnosti. Slični sustavi uključeni su u proces učenja, kontroliranje emocija i niz drugih zadataka.