在每个结局,化学突触或终端的神经纤维(突触前纤维)膨胀形成的纤维状结构,分开相邻神经元,称为突触后纤维,被称为微观空间突触间隙。典型的突触裂大约是0.02微米宽。在突触前神经冲动终端的到来使运动向突触前膜的膜结合囊,或突触囊泡,与细胞膜融合并释放一种化学物质叫做神经递质。这种物质传递神经冲动由扩散在突触间隙和突触后纤维绑定到突触后膜上的受体分子。化学绑定行动改变受体的形状,启动一系列反应,打开channel-shaped蛋白质分子。带电离子然后通过渠道流入或神经元。这突然的转变电荷在突触后膜的变化电极化膜的生产突触后电位,或者PSP。如果净带正电荷的离子流入细胞是足够大,那么PSP是兴奋性;也就是说,它会导致生成新的神经冲动,叫一个动作电位。

一旦被释放并绑定到突触后受体,立即释放的神经递质分子酶在突触间隙;他们也被受体的突触前膜和回收。这个过程导致一系列简短的传播事件,每一个发生在只有0.5到4.0毫秒。

一个单一的神经递质从不同的受体可能引起不同的反应。例如,去甲肾上腺素常见的神经递质自主神经系统一些受体结合,激活神经传输和其他抑制它。突触后膜的纤维有许多不同类型的受体,和一些突触前终端发布超过一种类型的神经递质。另外,每个突触后纤维可能形成数以百计的竞争和许多神经元突触。这些变量的复杂反应神经系统任何给定的刺激。突触的神经递质,作为生理阀,导演的传导神经冲动在常规电路,防止随机或混沌的刺激神经。

电突触允许神经元之间的直接通信的膜融合通过允许离子通过渠道称为缝隙连接细胞之间流动。中发现的无脊椎动物和更低的脊椎动物缝隙连接允许更快的突触传输以及整个组神经元的同步。缝隙连接也发现人体细胞间,通常在大多数器官和神经系统的神经胶质细胞之间。化学传输似乎在大型和复杂的脊椎动物的神经系统已经进化,在更远的距离上的多个消息传输是必需的。