Sinir sisteminin temel birimi nöron veya sinir hücresidir. Nöronlar, diğer nöronlarla sinaptik iletim yoluyla iletişim kurma ve yüksek yapılandırılmış iletişim ağları oluşturma yetenekleriyle diğer hücrelerden ayrılır. Nöronlar, elektriksel ve kimyasal sinyaller kullanarak bilgi alan, işleyen ve ileten elektriksel olarak uyarılabilir hücrelerdir.
Nöronlar, benzersiz şekilde uzmanlaşmış ve farklı morfolojik bölgeleriyle son derece kutuplaşmış olmaları nedeniyle diğer hücrelerden farklıdır. Dendritler, diğer nöronlardan gelen sinyallerin alındığı bölgelerdir. Akson, hücrenin önemli bir parçasıdır ve bir bölgeden diğerine sinyalleri iletir. Sinapslar, diğer nöronlarla bağlantıları oluşturan aksonların uç bölgeleridir. Sinaptik iletimin gerçekleştiği nokta budur. Tek bir nöronun, diğer 10.000 hücreden sinyal alabildiği tahmin edilmektedir. Soma, hücrenin vücut kısmıdır ve çekirdeğini ve hücresel fonksiyonlar için gereken çeşitli organelleri içerir.
Nöronlar, omurilik, beyin ve merkezi ve periferik sinir sistemlerini içeren sinir sisteminin ana bileşenleridir. Son derece uzmanlaşmış nöron tipleri benzersiz fonksiyonlar sergilerler. Duyusal nöronlar dokunma, ışık ve sese cevap verenlerdir. Motor nöronlar, omurilik ve beyinden gelen sinyalleri aldıktan sonra kasları ve salgı bezlerini harekete geçirir. İntraronlar nöronları birbirine bağlar ve omurilik veya beynin ortak alanları içinde bölgesel sinir ağları oluşturur.
