Đơn vị cơ bản của hệ thần kinh là tế bào thần kinh, hoặc tế bào thần kinh. Tế bào thần kinh được phân biệt với các tế bào khác nhờ khả năng giao tiếp với các tế bào thần kinh khác thông qua sự dẫn truyền qua synap và tạo thành mạng lưới giao tiếp có cấu trúc cao. Tế bào thần kinh là những tế bào có khả năng kích thích điện, nhận, xử lý và truyền thông tin bằng cách sử dụng các tín hiệu điện và hóa học.
Tế bào thần kinh cũng khác với các tế bào khác do chúng có tính phân cực cao với các vùng hình thái riêng biệt và chuyên biệt. Các đuôi gai là vùng nhận tín hiệu từ các tế bào thần kinh khác. Sợi trục là một phần quan trọng của tế bào và truyền tín hiệu từ vùng này sang vùng khác. Các khớp thần kinh là vùng tận cùng của các sợi trục tạo thành các kết nối với các tế bào thần kinh khác. Đây là điểm xảy ra quá trình truyền qua synap. Người ta ước tính rằng một tế bào thần kinh đơn lẻ có khả năng nhận tín hiệu từ 10.000 tế bào khác. Soma là phần cơ thể của tế bào và chứa nhân của nó và các bào quan khác nhau cần thiết cho các chức năng của tế bào.
Tế bào thần kinh là thành phần chính của hệ thần kinh, bao gồm tủy sống, não và hệ thống thần kinh trung ương và ngoại vi. Các loại tế bào thần kinh chuyên biệt cao thực hiện các chức năng độc đáo. Tế bào thần kinh cảm giác là những tế bào phản ứng với xúc giác, ánh sáng và âm thanh. Tế bào thần kinh vận động kích hoạt các cơ và các tuyến sau khi nhận được tín hiệu từ tủy sống và não. Các tế bào giữa các tế bào thần kinh kết nối các tế bào thần kinh với nhau và tạo thành mạng lưới thần kinh khu vực trong các khu vực chung của tủy sống hoặc não.
