神经递质是一种化学信使，它能将信号通过突触从一个神经元传递到另一个神经元，或者传递到肌肉细胞或腺体细胞。它将突触前细胞的电活动转化为对突触后细胞的化学影响。

当动作电位到达轴突末梢时，囊泡会将神经递质释放到突触间隙。这些分子与接收细胞上的受体结合，打开离子通道或触发细胞内信号级联反应，从而兴奋或抑制突触后神经元。过量的神经递质可通过突触前细胞的重吸收、酶促分解或扩散作用被清除。

目前已发现数十种神经递质。乙酰胆碱、多巴胺、血清素、去甲肾上腺素、γ-氨基丁酸（GABA）和谷氨酸是研究最为深入的几种。许多精神活性药物的作用机制是通过模拟、阻断或改变特定神经递质的可用性。每个突触处神经递质和受体的精确组合决定了传递的信号的性质。

神经元之间的间隙由神经递质分子连接。