Neuronų sinapsės gali būti elektrinės arba cheminės ir yra struktūros, leidžiančios kūno neuronams bendrauti tarpusavyje ir, iš esmės, su kitomis kūno sritimis. Signalai tarp presinapsinių ir postsinapsinių neuronų vyksta per neuronų sinapses, o ryšys tarp abiejų vyksta dėl veikimo potencialo. Ryšys gali vykti dėl ryšio tarp vieno neurono galinių mygtukų su kitu neuronu arba su nervinės ląstelės membrana, pavyzdžiui, liaukos ląstele arba raumenų ląstele.
Veiksmo potencialas atsiranda, kai aksone yra nereguliarus teigiamo ir neigiamo krūvio jonų pasiskirstymas. Tam tikri jonai gali patekti ir išeiti iš aksono jonų kanalais. Kai atsidaro keli jonų kanalai, esantys arčiausiai neurono ląstelės kūno arba somos, atsiranda veikimo potencialas.
Tokių kanalų atidarymas leidžia teigiamai įkrautiems natrio jonams patekti į aksoną, apverčiant potencialą toje padėtyje. Dėl to atsidaro gretimi kanalai ir tuo metu dar labiau pasikeičia membranos potencialas. Šis trumpalaikis elektrocheminis įvykis nunešamas žemyn neurono aksonu į jo galinius mygtukus ir perduodamas per neuronų sinapses.
Neuronas, siunčiantis pranešimą, vadinamas presinapsiniu neuronu. Kai veikimo potencialas pasiekia presinapsinio neurono galinius mygtukus, į sinapsinį plyšį, tarpą, užpildytą skysčiu, išleidžiama medžiaga. Postsinapsinis neuronas arba neuronas, kuris gauna pranešimą, gali tai padaryti dėl specialių baltymų molekulių, esančių ant jo membranos. Šie baltymai reaguoja į siųstuvą, kuris iš presinapsinio neurono išsiskiria į sinapsinį plyšį. Signalizacija tarp presinapsinio ir postsinapsinio neurono gali vykti tik per neuronų sinapses, ir nors yra ir elektriškai, ir chemiškai įkrautų sinapsių, cheminių yra žymiai daugiau.
Neuronų sinapsės yra sužadinamosios arba slopinančios. Terminas „žadinimo sinapsės“ reiškia, kai neurono galiniai mygtukai į sinapsinį plyšį išleidžia medžiagas, kurios sužadina postsinapsinį neuroną. Dėl to postsinapsinio neurono aksonas labiau užsidega, siųsdamas elektrocheminius signalus į skirtingus neuronus ar nervų ląsteles. Kuo aktyvesnė sužadinimo sinapsė, tuo greičiau sudegs aksonas.
Slopinančios sinapsės turi atvirkštinį poveikį. Dėl jų postsinapsinių sinapsių aksonai mažai tikėtina, kad užsidegs. Kuo aktyvesnė slopinamoji sinapsė, tuo lėčiau ji užsidegs, jei išvis užsidegs.