Нейромедиатор — это химический посредник, передающий сигналы через синапс от одного нейрона к другому или к клетке мышцы или железы. Он преобразует электрическую активность пресинаптической клетки в химическое воздействие на постсинаптическую клетку.

Когда потенциал действия достигает аксонного терминала, везикулы высвобождают нейромедиатор в синаптическую щель. Молекулы связываются с рецепторами на принимающей клетке, открывая ионные каналы или запуская внутриклеточные каскады, которые либо возбуждают, либо ингибируют постсинаптический нейрон. Избыток нейромедиатора удаляется путем обратного захвата в пресинаптическую клетку, путем ферментативного расщепления или путем диффузии.

Были идентифицированы десятки нейротрансмиттеров. К числу наиболее изученных относятся ацетилхолин, дофамин, серотонин, норадреналин, ГАМК и глутамат. Многие психоактивные препараты действуют, имитируя, блокируя или изменяя доступность определенных нейротрансмиттеров. Точное сочетание передатчиков и рецепторов в каждом синапсе определяет характер передаваемого сигнала.

Расстояние между нейронами преодолевается молекулами нейромедиаторов.