La sinapsi è il punto di collegamento tra l'assone di un neurone e il dendrite del neurone successivo o la superficie di una cellula dell'organo effettore innervato. Questo collegamento non è però una continuità fisica dato che esiste uno spazio - definito spazio intersinaptico - che separa la cellula pre-sinaptica da quella post-sinaptica. La sinapsi è la giunzione specializzata che permette il passaggio, e quindi la continuazione del viaggio, dell'impulso nervoso. L'aspetto cruciale è però che l'impulso non viaggia inalterato, ma viene elaborato ed integrato dal neurone postsinaptico con gli impulsi che glil arrivano da altri neuroni attraverso altre sinapsi (anche diverse centinaia di migliaia). Il passaggio dello stimolo nervoso da un neurone all'altro è reso possibile dalla presenza, nell'estremità presinaptica, di vescicole ripiene di particolari sostanze, dette neurotrasmettitori, la cui natura chimica varia da un tipo di sinapsi all'altro. Esistono infatti diversi tipi di sinapsi:

• Sinapsi elettrica quando gli ioni passano attraverso giunzioni comunicanti che collegano le membrane cellulari di neuroni strettamente adiacenti. Quando l'impulso nervoso passa da un neurone a quello direttamente successivo. Sono presenti in pochi sistemi e nell'uomo non sono state descritte.
• Sinapsi chimica quando l'informazione viene trasmessa nello spazio intersinaptico mediante la liberazione dei neurotrasmettitori scatenata dal potenziale d'azione quando invade la terminazione assonica. Il potenziale d'azione provoca l'apertura dei canali permeabili agli ioni calcio, consentendo a questi di entrare nell'assone. Questo ingresso provoca la fusione delle vescicole sinaptiche con la membrana cellulare e lo svuotamento delle vescicole nello spazio intersinaptico. Partendo dalla cellula presinaptica i neurotrasmettitori, si combinano coi recettori (anch'essi proteine) di membrana della cellula postsinaptica provocando l'apertura di canali ionici o l'attivazione di sistemi metabolici. L'insieme delle modificazioni prodotte nella cellula postsinaptica dai neurotrasmettitori scaricati in tutte le sinapsi che coprono il suo corpo cellulare e i suoi prolungamenti dendritici può far scattare  l'impulso nervoso, o semplicemente rendere la cellula più o meno suscettibile a ulteriori stimoli.

• Eccitatorie: il trasmettitore liberato dalla terminazione presinaptica produce una depolarizzazione del neurone postsinaptico, portandone il potenziale di membrana verso la soglia del potenziale d'azione. L'attivazione della sinapsi contribuirà a scatenare il potenziale d'azione o renderà comunque il neurone più responsivo ad eventuali ulteriori stimoli
• Inibitorie: il trasmettitore tende iperpolarizzare il neurone postsinaptico e pertanto a mantenerne il potenziale di membrana sotto soglia. L'attivazione della sinapsi ostacolerà la genesi del potenziale d'azione e renderà il neurone meno sensibile ad eventuali ulteriori stimoli.