Neuralni put povezuje regije unutar mozga jedna s drugom ili prenosi informacije iz perifernog živčanog sustava u mozak. Dvije glavne klase neuralnih puteva prenose osjet u mozak ili prenose signale za kretanje tijelu iz njega. Oba se sastoje od dugih, izoliranih živčanih vlakana koja komuniciraju električnim putem ili kemijskim neurotransmiterom. Refleksni putevi kralježnice lokalni su putovi koji pružaju brze odgovore na iznenadne podražaje bez povratne informacije iz mozga.
Dugi živčani aksoni koji čine neuralni put nazivaju se bijela tvar zbog njihove izolacijske tvari, mijelina. Ova izolacija poboljšava brzinu električne vodljivosti na udaljenostima koje aksoni pokrivaju u tijelu. U mozgu se mogu pojaviti lokalne veze između nemijeliniziranih neuronskih stanica, koje se nazivaju siva tvar. Neki živčani putovi zapravo su različita vlakna koja služe različitim funkcijama, kao što je corpus callosum, koji povezuje mnoge regije desne i lijeve hemisfere mozga.
Neki refleksni putovi djeluju bez mozga. U refleksu trzaja koljena, senzorni neuron koji dolazi iz sinapse koljena spaja motorni neuron u leđnoj moždini, što uzrokuje kontrakciju mišića u jednoj nozi i opuštanje istog mišića u suprotnoj nozi. Proces se događa brže nego što bi bio da ga posreduje mozak. Složeniji neuronski putovi nisu istinski refleksivni, već umjesto toga primaju povratne informacije iz viših dijelova mozga, poput moždane kore. To usporava brzinu kojom signali putuju kroz njih.
Osjetni neuralni put prenosi osjet od tijela do mozga, dok motorni putovi prenose upute od mozga do mišića koji kontroliraju svojevoljno kretanje. Jedan motorni neuronski put je kortikospinalni ili piramidalni trakt. Prolazeći od motoričke regije korteksa do leđne moždine, piramidalni trakt zatim prelazi u dva odvojena puta kojima svaki kontrolira pokret na jednoj polovici tijela. Kortikobulbarni trakt umanjuje voljno kretanje mišića lica, te se proteže od korteksa do jezgara moždanog debla koje kontroliraju kranijalne živce lica. Lučni fascikulusni put povezuje neurone koji obrađuju prepoznavanje govora s onima potrebnima za vokalno oponašanje zvukova.
Unutar mozga, neki putovi rade putem specifičnog kemijskog glasnika, nazvanog neurotransmiter. Na primjer, dopamin se koristi u mnogim putevima za djelovanje na motivaciju, nagradu i kontrolu fine motorike, među mnogim drugim funkcijama. Dopamin je neurotransmiter mezokortikalnog neuralnog puta koji modulira ponašanje nagrađivanja od srednjeg mozga do frontalnih režnjeva moždane kore. Budući da nigrostriatalni put baziran na dopaminu pomaže finim pokretima, često je oboljeli od poremećaja kretanja kao što je Parkinsonova bolest.