Osrednji živčni sistem je sestavljen iz možganov in hrbtenjače, medtem ko je periferni živčni sistem sestavljen iz senzoričnih in motoričnih živčnih celic, ki tečejo po celotnem preostalem delu telesa. Nevroni so odgovorni za pošiljanje, sprejemanje in razlago informacij iz vseh delov telesa.
Nevroni vsebujejo enake celične sestavine kot drugi telesne celice. Osrednje celično telo je procesni del nevrona in vsebuje nevrone jedro, povezane citoplazme, organele in druge celične strukture. Celicno telo proizvaja beljakovine, potrebne za gradnjo drugih delov nevrona.
Informacije se med živčnimi sistemi sporočajo prek živčnih signalov. Aksoni in dendriti se združujejo v tako imenovane živce. Ti živci pošiljajo signale med možgani, hrbtenjačo in drugimi telesnimi organi prek živčnih impulzov. Živčni impulzi ali akcijski potenciali so elektrokemični impulzi, zaradi katerih nevroni sprostijo električne ali kemične signale, ki sprožijo akcijski potencial v drugem nevronu. Živčni impulzi se sprejemajo pri nevronskih dendritih, prehajajo skozi celično telo in se prenašajo po aksonu do terminalnih vej. Ker imajo aksoni številne veje, se lahko živčni impulzi prenašajo na številne celice. Te veje se končajo na stičiščih, ki jih imenujemo sinapse.
V sinapsi mora kemični ali električni impulz prečkati vrzel in se prenašati na dendrite sosednjih celic. V električnih sinapsah ioni in druge molekule prehajajo skozi vrzeli, kar omogoča pasivni prenos električnih signalov iz ene celice v drugo. Pri kemičnih sinapsah se sproščajo kemični signali, imenovani nevrotransmiterji, ki prečkajo vrzel, da spodbudijo naslednji nevron. Ta postopek opravi: eksocitoza nevrotransmiterjev. Po prečkanju vrzeli se nevrotransmiterji vežejo na receptorska mesta na sprejemnem nevronu in stimulirajo akcijski potencial v nevronu.
Kemična in električna signalizacija živčnega sistema omogočata hiter odziv na notranje in zunanje spremembe. V nasprotju s tem endokrini sistem, ki uporablja hormone kot svoje sporočilce kemikalij, je običajno počasi delujoč z učinki, ki so dolgotrajni. Oba sistema delujeta skupaj za vzdrževanje homeostaza.
Obstajajo tri glavne kategorije nevronov. So multipolarni, unipolarni in bipolarni nevroni.
Nevroni so razvrščeni bodisi kot motorični, senzorični ali internevroni. Motorni nevroni prenašajo informacije iz centralnega živčnega sistema v organov, žleze in mišice. Senzorni nevroni pošiljajo informacije v centralni živčni sistem iz notranjih organov ali od zunanjih dražljajev. Interneuroni prenašajo signale med motoričnimi in senzoričnimi nevroni.