Nervų ląstelės jungiasi per plėtinius, vadinamus aksonais, kurie sudaro tinklą nervų skaidulose ir smegenyse. Jie tęsiasi nuo ląstelės kūno arba somos iki galų, kur sinapsės perduoda elektrinius signalus į kitas nervines ląsteles. Aksonų degeneracija gali atsirasti dėl traumos ar ligos. Jei aksono šaka yra nutraukta, atskirtas segmentas paprastai suyra kartu su pritvirtinta dalimi šalia lūžio vietos. Tam tikri baltymai gali dalyvauti aksonų degeneracijos procese, tačiau nuo 2011 m. tiksliai nežinoma, kurie iš jų ir kaip jie skaido ląstelinę medžiagą.
Kai nutrūkę aksonai suyra, tai vadinama Valerio degeneracija. Šis procesas pirmą kartą buvo pastebėtas 1850 m., tačiau įvykių, kurie sukelia procesą, seka lieka neaiški. Taip pat nebuvo bendros funkcijos, kuri galėtų būti sutrikdyta, kad aksonai nesuirtų. Aksono degeneracijai paprastai įtakos turi trys dalykai: vidinė ląstelės dinamika, neurono reakcija į sužalojimą ir molekuliniai procesai degeneracijos metu.
Likusi aksono dalis ant ląstelės paprastai po pertraukos šiek tiek išsigimsta, tačiau gali išgyventi. Nervinių ląstelių kūno pokyčiai leidžia suskaidyti aksono fragmentus. Nervinių ląstelių šakos gali tęstis tūkstančius kartų už ląstelės skersmenį. Aksonai gali būti sulaužyti juos pjaustant, susmulkinant ar užšaldant, o cheminės reakcijos taip pat gali juos pažeisti. Nervų ląstelės taip pat gali toliau blogėti po sužalojimo, kai baltymai suaktyvinami, kad reaguotų į pradinę žalą.
Traumos ir įvairios neurologinės ligos gali sukelti aksonų degeneraciją. Alzheimerio ir Parkinsono ligos gali progresuoti, nes daugelis nervų ląstelių praranda ryšius. Tokios būklės kaip diabetas ir glaukoma dažnai sukelia tokį fizinį poveikį ir nervų ląstelėms. Taip pat ir neurologinis chemoterapijos poveikis. Sužalojimai gali būti susiję su tiesioginiu poveikiu ir kitomis jėgomis į nervų ir smegenų audinius, kurie gali fiziškai suplėšyti aksonus.
Tyrėjai rado įrodymų, kad neuronai gali būti viduje užprogramuoti aksonų degeneracijai. Paprastai nežinoma, kaip tai vyksta molekuliniu lygmeniu, tačiau mokslininkai nustatė kai kuriuos susijusius baltymus. Suardant šiuos baltymus, chemoterapijos sukelta degeneracija buvo atidėta atliekant tyrimus. Nuo 2011 m. vyksta nuolatinės paieškos, siekiant rasti bendrą aksonų degeneracijos metodą, kad įvairiais atvejais būtų galima užkirsti kelią medicininiam gydymui.