La vía final común desde el sistema nervioso hasta el músculo esquelético es la neurona motora. Su cuerpo celular se encuentra en la médula espinal o el tronco encefálico; su axón sale a través de una raíz ventral o nervio craneal y hace sinapsis con las fibras musculares en la unión neuromuscular.

Una sola neurona motora y las fibras musculares que inerva constituyen una unidad motora. Las unidades motoras pequeñas permiten un control preciso; las grandes generan mayor fuerza. Las neuronas motoras integran la información de las aferencias sensoriales, las interneuronas y las vías descendentes antes de decidir si se activan. Su frecuencia de activación y el orden de reclutamiento determinan la fuerza y ​​la sincronización de la contracción muscular.

La degeneración de las neuronas motoras produce la debilidad progresiva característica de la esclerosis lateral amiotrófica y enfermedades relacionadas. Las toxinas y los ataques autoinmunitarios en la unión neuromuscular también afectan la función motora. Debido a su gran tamaño y accesibilidad, las neuronas motoras se han utilizado como células modelo para estudiar la excitabilidad, la transmisión sináptica y los mecanismos de las enfermedades.

En última instancia, todo movimiento voluntario depende de la activación fiable de estas células.