Nörotransmitter, sinaps boyunca bir nörondan diğerine veya bir kas veya bez hücresine sinyal ileten kimyasal bir habercidir. Presinaptik hücrenin elektriksel aktivitesini, postsinaptik hücre üzerinde kimyasal bir etkiye dönüştürür.

Aksiyon potansiyeli akson terminaline ulaştığında, veziküller nörotransmitteri sinaptik yarığa salar. Moleküller, alıcı hücredeki reseptörlere bağlanarak iyon kanallarını açar veya postsinaptik nöronu uyaran veya inhibe eden hücre içi kaskatları tetikler. Fazla transmitter, presinaptik hücreye geri alım, enzimatik parçalanma veya difüzyon yoluyla uzaklaştırılır.

Düzinelerce nörotransmitter tanımlanmıştır. Asetilkolin, dopamin, serotonin, norepinefrin, GABA ve glutamat en iyi incelenenler arasındadır. Birçok psikoaktif ilaç, belirli nörotransmitterleri taklit ederek, bloke ederek veya kullanılabilirliğini değiştirerek etki gösterir. Her sinapstaki transmitter ve reseptörlerin kesin karışımı, iletilen sinyalin karakterini belirler.

Nöronlar arasındaki boşluk, nörotransmitter molekülleri tarafından kapatılır.