シナプスとは、ニューロンが別の細胞（通常は別のニューロンだが、時には筋肉細胞や腺細胞）と情報をやり取りする特殊な接合部である。哺乳類の脳におけるシナプスのほとんどは化学的なものであり、シナプス前終末が狭いシナプス間隙に神経伝達物質を放出し、その伝達物質がシナプス後膜上の受容体に結合して興奮性を変化させる。

電気シナプスも存在する。これらのギャップ結合部では、イオンが細胞間を直接流れ、非常に高速で双方向の伝達を可能にする。一方、化学シナプスは通常一方向性であり、その強度を調節することができる。これは、多くの学習と記憶の基礎となっている。

1つのニューロンは数千ものシナプスを形成する可能性がある。細胞に到達する興奮と抑制の集合的なパターンによって、その細胞が発火するかどうかが決まる。シナプス可塑性（長期増強と長期抑制）によって、経験はこれらの結合を再構築することを可能にする。

• 細胞間通信のための接合部
• 化学的または電気的
• 神経伝達物質の放出と受容の部位
• 強度の持続的な変化が可能

神経計算のほぼすべての側面は、シナプスの特性に依存している。