Neironu sinapses var būt elektriskās vai ķīmiskās, un tās ir struktūras, kas ļauj ķermeņa neironiem sazināties savā starpā un būtībā ar citām ķermeņa daļām. Signalizācija starp presinaptiskajiem un postsinaptiskajiem neironiem notiek caur neironu sinapsēm, un saziņa starp abiem notiek darbības potenciāla rezultātā. Komunikācija var notikt, pateicoties savienojumam starp viena neirona gala pogām vai nu ar citu neironu, vai ar nervu šūnas membrānu, piemēram, dziedzera šūnu vai muskuļu šūnu.
Darbības potenciāls rodas, ja aksonā ir neregulārs pozitīvi un negatīvi lādētu jonu sadalījums. Daži joni var iekļūt aksonā un iziet no tā, izmantojot jonu kanālus. Tieši tad, kad tiek atvērti vairāki jonu kanāli, kas ir vistuvāk neirona šūnas ķermenim vai somai, tiek izraisīts darbības potenciāls.
Šādu kanālu atvēršana ļauj pozitīvi lādētiem nātrija joniem iekļūt aksonā, mainot potenciālu šajā pozīcijā. Tas izraisa blakus esošo kanālu atvēršanos, vēl vairāk radot membrānas potenciāla maiņu šajā brīdī. Šī īslaicīgā elektroķīmiskā parādība tiek pārnesta pa neirona aksonu uz tā gala pogām un tiek pārraidīta caur neironu sinapsēm.
Neironu, kas sūta ziņojumu, sauc par presinaptisko neironu. Kad darbības potenciāls sasniedz presinaptiskā neirona gala pogas, sinaptiskajā spraugā, spraugā, kas ir piepildīta ar šķidrumu, tiek izlaista raidītāja viela. Postsinaptiskais neirons jeb neirons, kas saņem ziņojumu, to spēj paveikt īpašu proteīna molekulu dēļ, kas atrodas uz tā membrānas. Šīs olbaltumvielas reaģē uz raidītāju, kas izdalās sinaptiskajā spraugā no presinaptiskā neirona. Signalizācija starp presinaptisko un postsinaptisko neironu var notikt tikai caur neironu sinapsēm, un, lai gan ir gan elektriski, gan ķīmiski lādētas sinapses, ķīmisko ir ievērojami vairāk.
Neironu sinapses ir vai nu ierosinošas, vai inhibējošas. Termins “uzbudinošas sinapses” attiecas uz gadījumiem, kad neirona gala pogas izvada vielas sinaptiskajā spraugā, kas ierosina postsinaptisko neironu. Tā rezultātā postsinaptiskā neirona aksons, visticamāk, aizdegas, nosūtot elektroķīmiskus signālus dažādiem neironiem vai nervu šūnām. Jo aktīvāka ir ierosinošā sinapse, jo ātrāk aksons aizdegsies.
Inhibējošām sinapsēm ir pretējs efekts. Tie padara postsinaptisko sinapsu aksonus maz ticamus. Jo aktīvāka ir inhibējošā sinapse, jo lēnāk tā darbosies, ja vispār aizdegsies.