Enten det oppdages en nevrotransmitter i en synapse eller et foton i netthinnen, er nervesystemet avhengig av spesialiserte proteiner som binder seg til eller reagerer på bestemte stimuli. Disse proteinene er reseptorer. Binding eller aktivering utløser konformasjonsendringer som åpner ionekanaler eller initierer intracellulære signalkaskader.

Ionotrope reseptorer er i seg selv kanaler og produserer raske elektriske effekter. Metabotrope reseptorer kobler seg til G-proteiner og genererer langsommere, mer langvarig modulering. Sensoriske reseptorer i periferien omdanner mekanisk, kjemisk, termisk eller elektromagnetisk energi til nevrale signaler. Mangfoldet av reseptorsubtyper gjør at den samme senderen kan produsere forskjellige effekter i forskjellige celler eller til forskjellige tider.

Farmakologi er i stor grad vitenskapen om reseptorinteraksjon: agonister aktiverer, antagonister blokkerer og allosteriske modulatorer finjusterer responser. Genetisk variasjon i reseptorer påvirker legemiddelfølsomhet og sykdomsrisiko. Kartlegging av reseptorfordelinger i hjernen har vært en viktig bragd innen molekylær nevrovitenskap.

• Protein som oppdager kjemiske eller fysiske stimuli
• Kan være ionotropisk eller metabotropisk
• Omdanner signaler til cellulære responser
• Primært mål for de fleste nevroaktive legemidler