Uanset om det registrerer en neurotransmitter i en synapse eller en foton i nethinden, er nervesystemet afhængigt af specialiserede proteiner, der binder eller reagerer på bestemte stimuli. Disse proteiner er receptorer. Binding eller aktivering udløser konformationsændringer, der åbner ionkanaler eller initierer intracellulære signalkaskader.

Ionotrope receptorer er i sig selv kanaler og producerer hurtige elektriske effekter. Metabotrope receptorer kobler sig til G-proteiner og genererer langsommere, længerevarende modulering. Sensoriske receptorer i periferien omdanner mekanisk, kemisk, termisk eller elektromagnetisk energi til neurale signaler. Mangfoldigheden af ​​receptorundertyper gør det muligt for den samme transmitter at producere forskellige effekter i forskellige celler eller på forskellige tidspunkter.

Farmakologi er i høj grad videnskaben om receptorinteraktion: agonister aktiverer, antagonister blokerer, og allosteriske modulatorer finjusterer responser. Genetisk variation i receptorer påvirker lægemiddelfølsomhed og sygdomsrisiko. Kortlægning af receptorfordelinger i hjernen har været en vigtig præstation inden for molekylær neurovidenskab.

• Protein der registrerer kemiske eller fysiske stimuli
• Kan være ionotropisk eller metabotropisk
• Omdanner signaler til cellulære reaktioner
• Primært mål for de fleste neuroaktive lægemidler