Periferinėje ir centrinėje nervų sistemoje yra keletas skirtingų tipų peptidinių neurotransmiterių, įskaitant opioidus, somatostatinus ir sekretinus. Kitos peptidinių neurotransmiterių grupės yra neurohipofizės, gastrinai ir insulinas. Iš kitų neuromediatorių išsiskiriantys amino rūgštimis, peptidiniai neurotransmiteriai gali turėti vos dvi aminorūgštis arba net 100 aminorūgščių, susietų trumpomis grandinėmis; dauguma jų turi mažiau nei 30 aminorūgščių. Kai kurie peptidiniai neurotransmiteriai taip pat laikomi hormonais.
Peptidiniai neurotransmiteriai, dažnai vadinami neuropeptidais, yra aktyviausi virškinimo trakto (GI) regione. Kaip ir kiti neurotransmiteriai, neuropeptidai išsiskiria iš pūslelių nervų ląstelių gale ir per sinapsinį plyšį keliauja į kitus neuronus. Neuropeptidų, kurie yra hormonai, atveju šie hormonai pirmiausia išsiskiria iš liaukos, o vėliau susilieja neuronų pūslelėse, esančiose toje liaukoje, kur jie dažnai derinami su baltymais-nešikliais, prieš išskiriant iš pūslelės. Fiziologijos ir elgesio kontrolieriai, peptidiniai neurotransmiteriai yra žinomi dėl to, kad jie veikia lėtai, bet ilgą laiką.
Laikomi natūraliais analgetikais, opioidiniai neurotransmiteriai dalyvauja skausmo suvokime ir seksualiniame potraukyje. Jie taip pavadinti, nes prisijungia prie tų pačių receptorių, kuriuos aktyvuoja opijus. Opioidiniai peptidiniai neurotransmiteriai, suskirstyti į tris klases, apima endorfinus, dinorfinus ir enkefalinus. Be skausmo ir traukos, opioidiniai peptidiniai neurotransmiteriai taip pat būtini atminčiai, judesiams ir traukulių kontrolei. Dauguma organizme randamų opioidinių neurotransmiterių yra smegenų srityje.
Somatostatinai yra aktyvūs kasos ir skrandžio srityje. Šie peptidiniai neurotransmiteriai yra labiausiai žinomi dėl savo gebėjimo slopinti kitus hormonus, tokius kaip hipofizės išskiriami ir GI traktą veikiantys hormonai, tokie kaip gastrinas ir insulinas. Šis slopinimas padeda sukurti pusiausvyrą GI regione.
Sekretinai yra dar vienas peptidinių neurotransmiterių tipas, kuris padeda virškinti. Konkrečiai, sekretinas sukelia tulžies gamybą kepenyse. Be to, šis cheminis pasiuntinys kontroliuoja, kada skrandis ir kasa gamina pepsiną ir virškinimo sultis.
Neurohipofizės, aktyviausios smegenyse ir kraujyje, yra peptidiniai neurotransmiteriai, kurie moduliuoja pažinimą, socialinį elgesį ir kai kurias kūno funkcijas, tokias kaip laktacija ir šlapinimasis. Tai apima tokias chemines medžiagas kaip vazopresinas ir oksitocinas. Psichiatrai vertina oksitociną už apsauginį ir prisitaikantį elgesį su patikimais asmenimis ir už agresijos skatinimą grėsmingų asmenų atžvilgiu. Kraujagyslių suspaudimas padeda inkstams apriboti, kiek vandens išsiskiria šlapinantis, ir taip veikia kaip antidiuretikas.
Gastrinas ir insulinas yra dviejų tipų neuropeptidai, kurie veikia kartu. Insulinas, cheminis hormonas ir pasiuntinys, moduliuojantis cukraus kiekį kraujyje, gali būti padidintas gastrinu, kuris nustato, kada padidėja insulino kiekis. Keturi skirtingi gastrino tipai taip pat kontroliuoja virškinimo trakte gaminamos druskos rūgšties kiekį.