Az idegrendszerből a vázizomzatba vezető utolsó közös útvonal a motoros neuron. Sejtteste a gerincvelőben vagy az agytörzsben található; axonja egy ventrális gyökéren vagy agyidegen keresztül lép ki, és az izomrostokhoz kapcsolódik a neuromuszkuláris átmenetnél.

Egyetlen motoros neuron és az általa beidegzett izomrostok alkotnak egy motoros egységet. A kisebb motoros egységek finom szabályozást tesznek lehetővé; a nagyobbak nagyobb erőt generálnak. A motoros neuronok integrálják a szenzoros afferensekből, interneuronokból és leszálló pályákból érkező bemeneteket, mielőtt eldöntenék, hogy tüzelnek-e. Tüzelési sebességük és toborzási sorrendjük határozza meg az izom-összehúzódás erejét és időzítését.

A motoros neuronok degenerációja az amiotrófiás laterális szklerózis és a kapcsolódó betegségek progresszív gyengeségét okozza. A neuromuszkuláris átmenetnél fellépő toxinok és autoimmun támadások szintén rontják a motoros teljesítményt. Mivel a motoros neuronok nagyok és könnyen hozzáférhetőek, modellsejtekként szolgálnak az ingerlékenység, a szinaptikus transzmisszió és a betegségmechanizmusok tanulmányozására.

Minden akaratlagos mozgás végső soron ezen sejtek megbízható működésétől függ.