Khoảng 100 tỷ tế bào trong não người chia thành hai lớp lớn: tế bào thần kinh và tế bào thần kinh đệm. Tế bào thần kinh chịu trách nhiệm cho các chức năng cảm giác, nhận thức và vận động, trong khi tế bào thần kinh đệm cung cấp hỗ trợ cấu trúc và trao đổi chất.
Tế bào não được cấu tạo từ các phân tử giống nhau và nhiều loại protein giống như các tế bào khác của cơ thể, mặc dù một số tế bào được chuyên biệt hóa cho vai trò của chúng trong não. Ví dụ, tế bào thần kinh có ba thành phần riêng biệt. Soma, hay cơ thể tế bào, tương tự như cơ thể của các tế bào khác và có nhân, các bào quan và màng sinh chất. Một sợi dài, được gọi là đầu cuối sợi trục, kéo dài từ soma của tế bào thần kinh và mang thông điệp cho tế bào. Thông điệp được truyền ở cuối thiết bị đầu cuối thông qua các tua nhỏ được gọi là đuôi gai. Các đuôi gai được ngăn cách với các tế bào thần kinh khác bằng một khoảng trống ngắn gọi là khớp thần kinh.
Tế bào thần kinh đệm khác biệt với tế bào thần kinh và có hình dạng giống như nhím biển với thân nhỏ ở giữa và nhiều tua kéo dài ra bên ngoài. Các tế bào này bao quanh tế bào thần kinh và bảo toàn vị trí tương đối của chúng. Chúng hoạt động để cách ly các tế bào thần kinh với nhau để ngăn chặn rò rỉ tín hiệu và cung cấp dinh dưỡng hỗ trợ cho các tế bào thần kinh đói glucose. Tế bào thần kinh đệm cũng tiêu diệt mầm bệnh và loại bỏ các mảnh vụn tế bào tích tụ trong não.
