Tipiška nervinė ląstelė, dar vadinama neuronu, turi skirtingas struktūrines ir funkcines dalis. Jo pagrindinis kūnas, vadinamas soma, generuoja elektros impulsą. Šis signalas sklinda per ilgą, ploną tęsinį, vadinamą jo aksonu. Kaip buitinis elektros laidas turi būti padengtas išorine izoliacijos mova, aksono membrana veikia kaip apsauginis apvalkalas bioelektrinei transmisijai. Chemiškai tiksli, sveika membrana yra būtina pilnai funkcionuojančioms žmogaus smegenims ir nervų sistemai.
Vienas mikroskopinis aksono siūlas žmogaus kūne gali būti trumpas, bet gali būti ir 4.9 pėdos (1.5 metro) ilgio ar daugiau. Kitame aksono galiniame gale elektrinis signalas išsikrauna. Jis gali išleisti energiją, kad sužadintų kitą neuroną, sutrauktų raumenį arba atliktų daugybę kitų kūno funkcijų, įskaitant protingą samprotavimą. Tuo atveju, kai signalas perduodamas kitam neuronui, recipiento ląstelės kūnas turi mažus ir trumpus išsikišimus, vadinamus dendritais. Nuo aksono iki dendritų signalas kerta mažą tarpą tarp jų, vadinamą sinapse.
Nervų ląstelės turi tik vieną aksoną, o jo elektrinis signalas teka tik viena kryptimi. Tačiau aksonas gali skilti ir pakartotinai išsišakoti į daugybę galinių galų. Tai ypač svarbu smegenyse, kur vienas elektrinis impulsas gali stimuliuoti kelis kitus neuronus. Gaunama išsišakojusių gnybtų galų kaskada gali būti tūkstančiai. Be to, jungtys yra „en passant“ sinapsės, kuriose kitų nervų dendritai užsifiksuoja ant paties aksono lazdele, o ne prie jų galinių galų.
Aksono membranos struktūra ir cheminės savybės leidžia jai išlaikyti elektros krūvį, priversti jo tekėjimą viena kryptimi ir perduoti signalą kitoms kūno ląstelėms. Daugumoje nervų ląstelių tipų aksonas yra izoliuotas apsauginiu apvalkalu, vadinamu mielinu. Šis aksono membranos sluoksnis reguliariais intervalais suspaudžiamas, vadinamas „Ranvier mazgais“. Šie tarpai be mielino efektyviai sustiprina gaunamą elektrinį signalą, priversdami jį greitai perduoti viena kryptimi. Signalas nėra viena nenutrūkstama banga; jis pulsuoja aksone nuo mazgo iki mazgo.
Žinoma, kad aksono membranos vientisumas ir sveikata yra vienas iš sekinančių neurologinių ligų, tokių kaip išsėtinė sklerozė (MS), raktų. MS sukelia nervinių aksonų demielinizacija. Kiti sutrikimai apima laikiną mielino apvalkalo traumą, vadinamą neurapraksija, kuri blokuoja nervo gebėjimą praleisti elektrą ir paprastai sukelia jutimo pojūčio praradimą arba pažeistos srities raumenų kontrolę.
Aksono membrana būtinai suprojektuota taip, kad jame būtų elektros krūvis, kad būtų išvengta jo ištrūkimo. Tačiau atrodo, kad taip atsitinka galiniuose aksono galuose. Mokslininkai, tyrinėjantys membranos molekulinę struktūrą ir cheminę sinapsių sudėtį, dabar supranta, kad signalo perdavimas iš tikrųjų yra cheminis. Elektros energija skatina cheminių medžiagų, ypač natrio ir kalio, pokyčius, leidžiančius joms pereiti per membranas per specializuotus tuščiavidurius baltymus, vadinamus jonų kanalais.