Ať už jde o detekci neurotransmiteru v synapsi nebo fotonu v sítnici, nervový systém se spoléhá na specializované proteiny, které se vážou na konkrétní podněty nebo na ně reagují. Těmito proteiny jsou receptory. Vazba nebo aktivace spouští konformační změny, které otevírají iontové kanály nebo iniciují intracelulární signální kaskády.

Ionotropní receptory jsou samy o sobě kanály a produkují rychlé elektrické efekty. Metabotropní receptory se vážou na G-proteiny a generují pomalejší a déle trvající modulaci. Senzorické receptory na periferii převádějí mechanickou, chemickou, tepelnou nebo elektromagnetickou energii na nervové signály. Rozmanitost podtypů receptorů umožňuje, aby stejný transmiter produkoval různé efekty v různých buňkách nebo v různých časech.

Farmakologie je z velké části věda o interakci receptorů: agonisté aktivují, antagonisté blokují a alosterické modulátory jemně dolaďují reakce. Genetická variabilita receptorů ovlivňuje citlivost na léky a riziko onemocnění. Mapování distribuce receptorů v mozku je významným úspěchem molekulární neurovědy.

• Protein, který detekuje chemické nebo fyzikální podněty
• Může být ionotropní nebo metabotropní
• Převádí signály do buněčných odpovědí
• Primární cíl většiny neuroaktivních léků