Las neuronas no son las únicas células del sistema nervioso. Una diversa población de células gliales las rodea, las sostiene e interactúa activamente con ellas. En el sistema nervioso central, los principales tipos son los astrocitos, los oligodendrocitos y la microglía; en la periferia, las células de Schwann desempeñan funciones análogas.

Las células gliales regulan el entorno químico, forman mielina, brindan soporte metabólico y protegen contra patógenos y lesiones. Lejos de ser pasivas, responden a la actividad neuronal con señales de calcio y pueden liberar neurotransmisores que modulan las sinapsis. Durante el desarrollo, guían a las neuronas migratorias y ayudan a formar sinapsis; en la edad adulta, participan en la plasticidad y en la respuesta a las enfermedades.

Muchas afecciones neurológicas implican disfunción glial: desmielinización, gliosis reactiva, inflamación crónica. Las investigaciones que antes se centraban casi exclusivamente en las neuronas ahora reconocen a la glía como un componente fundamental tanto en el funcionamiento normal como en la patología.

En algunas regiones del cerebro, las células gliales superan en número a las neuronas por un margen considerable.