Neuronske sinapse mogu biti električne ili kemijske i strukture su koje omogućuju neuronima u tijelu da komuniciraju jedni s drugima i, u biti, s drugim dijelovima tijela. Signalizacija između presinaptičkih i postsinaptičkih neurona odvija se putem neuronskih sinapsi, a komunikacija između oba nastaje kao rezultat akcijskog potencijala. Komunikacija se može odvijati zbog veze između terminalnih gumba jednog neurona ili s drugim neuronom ili s membranom živčane stanice, kao što je stanica žlijezde ili mišićna stanica.
Akcijski potencijal nastaje kada postoji nepravilna raspodjela pozitivno i negativno nabijenih iona unutar aksona. Određeni ioni mogu ući i izaći iz aksona putem ionskih kanala. Akcijski potencijal nastaje kada se otvori niz ionskih kanala koji su najbliži staničnom tijelu ili somi neurona.
Otvaranje takvih kanala omogućuje pozitivno nabijenim natrijevim ionima da uđu u akson, obrćući potencijal na tom položaju. To uzrokuje otvaranje susjednih kanala, što dodatno stvara preokret u membranskom potencijalu u toj točki. Ova kratkotrajna elektrokemijska pojava prenosi se niz akson neurona do njegovih terminalnih gumba i prenosi se neuronskim sinapsama.
Neuron koji šalje poruku naziva se presinaptički neuron. Kada akcijski potencijal dosegne terminalne tipke presinaptičkog neurona, transmiterska tvar se oslobađa u sinaptički rascjep, prazninu koja je ispunjena tekućinom. Postsinaptički neuron, odnosno neuron koji prima poruku, u stanju je to učiniti zbog posebnih proteinskih molekula koje se nalaze na njegovoj membrani. Ovi proteini odgovaraju na transmitersku tvar koja se oslobađa u sinaptički rascjep iz presinaptičkog neurona. Signalizacija između presinaptičkog i postsinaptičkog neurona može se odvijati samo putem neuronskih sinapsi, a iako postoje i električno i kemijski nabijene sinapse, kemijskih je znatno više.
Neuronske sinapse su ili ekscitatorne ili inhibitorne. Izraz “ekscitatorne sinapse” odnosi se na to kada terminalni gumbi neurona ispuštaju tvari u sinaptički rascjep koje pobuđuju postsinaptički neuron. Kao rezultat toga, vjerojatnije je da će se akson postsinaptičkog neurona aktivirati, šaljući elektrokemijske signale različitim neuronima ili živčanim stanicama. Što je ekscitatorna sinapsa aktivnija, to će se akson brže aktivirati.
Inhibitorne sinapse imaju obrnuti učinak. Oni čine da se aksoni postsinaptičkih sinapsi ne aktiviraju. Što je inhibitorna sinapsa aktivnija, to će se sporije aktivirati, ako se uopće aktivira.