المسار المشترك الأخير من الجهاز العصبي إلى العضلات الهيكلية هو العصبون الحركي. يقع جسم الخلية في الحبل الشوكي أو جذع الدماغ؛ ويخرج محوره عبر جذر بطني أو عصب قحفي ويتشابك مع ألياف العضلات عند الوصلة العصبية العضلية.

تُشكّل خلية عصبية حركية واحدة والألياف العضلية التي تُعصّبها وحدة حركية. تسمح الوحدات الحركية الصغيرة بالتحكم الدقيق، بينما تُولّد الوحدات الكبيرة قوة أكبر. تُدمج الخلايا العصبية الحركية المدخلات من الألياف الحسية الواردة، والخلايا العصبية البينية، والمسارات النازلة قبل أن تُقرر ما إذا كانت ستُطلق إشارة عصبية أم لا. ويُحدد معدل إطلاقها للإشارة وترتيب تجنيدها قوة وتوقيت انقباض العضلة.

يؤدي تنكس الخلايا العصبية الحركية إلى الضعف التدريجي المصاحب للتصلب الجانبي الضموري والأمراض ذات الصلة. كما تُضعف السموم والهجمات المناعية الذاتية على الوصلة العصبية العضلية القدرة الحركية. ونظرًا لكبر حجم الخلايا العصبية الحركية وسهولة الوصول إليها، فقد استُخدمت كخلايا نموذجية لدراسة الاستثارة، والنقل المشبكي، وآليات المرض.

كل حركة إرادية تعتمد في نهاية المطاف على إطلاق هذه الخلايا بشكل موثوق.