一個神經元與另一個神經元相接觸的部位叫做突觸。突觸是神經元之間在功能上發生聯繫的部位，也是信息傳遞的關鍵部位。在光學顯微鏡下觀察，可以看到一個神經元的軸突末梢經過多次分支，最後每一小支的末端膨大呈杯狀或球狀，叫做突觸小體。這些突觸小體可以與多個神經元的細胞體或樹突相接觸，形成突觸。從電子顯微鏡下觀察，可以看到，這種突觸是由突觸前膜、突觸間隙和突觸後膜三部分構成。突觸前膜和後膜比一般神經元膜略增厚，是特化的神經元膜。突觸小體內靠近前膜處含有大量的突觸小泡。突觸小泡內含有化學物質—遞質。突觸間隙是兩個神經元之間很狹小的空隙。可見，這兩個神經元之間僅僅是互相接觸，它們的細胞質並沒有連通。
神經元之間神經衝動的傳導是單方向傳導，即神經衝動只能由一個神經元的軸突傳導給另一個神經元的細胞體或樹突，而不能向相反的方向傳導，這是因為遞質只在突觸前神經元的軸突末梢釋放。當神經衝動通過軸突傳導到突觸小體時，突觸前膜對鈣離子的通透性增加，突觸間隙中的鈣離子即進入突觸小體內，促使突觸小泡與突觸前膜緊密融合，並出現破裂口，小泡內的遞質釋放到突觸間隙中，並且經過彌散到達突觸後膜，立即與突觸後膜上的蛋白質受體結合，並且改變突觸後膜對離子的通透性，引起突觸後膜發生興奮性或抑制性的變化。這裡，遞質起攜帶信息的作用。由於突觸的單向傳遞，中樞神經系統內衝動的傳遞就有一定的方向，即由傳入神經元傳向中間神經元，再傳向傳出神經元，從而使整個神經系統的活動能夠有規律地進行。
