神经元并非神经系统中唯一的细胞。种类繁多的神经胶质细胞围绕着神经元，为其提供支持并与其进行积极的相互作用。在中枢神经系统中，主要的神经胶质细胞类型包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞；在外周神经系统中，雪旺氏细胞则发挥着类似的作用。

神经胶质细胞调节化学环境、形成髓鞘、提供代谢支持并抵御病原体和损伤。它们并非被动的，而是通过钙信号响应神经活动，并能释放调节突触的神经递质。在发育过程中，它们引导神经元迁移并帮助形成突触；在成年期，它们参与神经可塑性和疾病反应。

许多神经系统疾病都与神经胶质功能障碍有关，例如脱髓鞘、反应性胶质增生和慢性炎症。过去几乎只关注神经元的研究现在认识到，神经胶质在正常功能和病理过程中都扮演着同等重要的角色。

在某些脑区，神经胶质细胞的数量远远超过神经元。