Neurony nejsou jedinými buňkami v nervovém systému. Obklopuje je, podporuje a aktivně s nimi interaguje rozmanitá populace gliových buněk. V centrálním nervovém systému jsou hlavními typy astrocyty, oligodendrocyty a mikroglie; v periferii plní Schwannovy buňky analogické role.

Glia reguluje chemické prostředí, tvoří myelin, poskytuje metabolickou podporu a chrání před patogeny a zraněním. Zdaleka nejsou pasivní, reagují na nervovou aktivitu vápníkovými signály a mohou uvolňovat transmitery, které modulují synapse. Během vývoje řídí migrující neurony a pomáhají s tvorbou synapsí; v dospělosti se podílejí na plasticitě a reakci na nemoci.

Mnoho neurologických onemocnění zahrnuje gliovou dysfunkci – demyelinizaci, reaktivní gliózu, chronický zánět. Výzkum, který se dříve zaměřoval téměř výhradně na neurony, nyní uznává glii jako rovnocenné partnery jak ve zdravém fungování, tak v patologii.

V některých oblastech mozku gliové buňky výrazně převyšují počet neuronů.