Os neurónios não são as únicas células do sistema nervoso. Uma população diversificada de células da glia rodeia-os, sustenta-os e interage ativamente com eles. No sistema nervoso central, os principais tipos são os astrócitos, os oligodendrócitos e a micróglia; na periferia, as células de Schwann desempenham funções análogas.

As células da glia regulam o ambiente químico, formam a mielina, fornecem suporte metabólico e defendem o organismo contra agentes patogénicos e lesões. Longe de serem passivas, respondem à atividade neural com sinais de cálcio e podem libertar neurotransmissores que modulam as sinapses. Durante o desenvolvimento, orientam a migração dos neurónios e auxiliam na formação de sinapses; na idade adulta, participam na plasticidade neuronal e na resposta a doenças.

Muitas doenças neurológicas envolvem disfunção glial — desmielinização, gliose reativa, inflamação crónica. A investigação que antes se concentrava quase exclusivamente nos neurónios reconhece agora a glia como um parceiro essencial tanto no funcionamento saudável como na patologia.

Em algumas regiões do cérebro, as células da glia superam os neurónios em número por uma margem considerável.