A condução elétrica ao longo de um segmento neuronal envolve a despolarização da membrana com o movimento de cátions de sódio para dentro do neurônio. A condução elétrica em um determinado segmento neuronal termina com a repolarização da membrana neuronal à medida que os cátions de potássio atravessam a membrana e saem do neurônio. O potencial de ação elétrico, medido em milivolts, envolve a despolarização e repolarização simultâneas em regiões sucessivas do neurônio. A despolarização inicial é desencadeada por neurotransmissores que entram em contato com a membrana dendrítica.
As bombas de íons de sódio e potássio continuam os estágios sucessivos de despolarização e repolarização ao longo dos dendritos, corpo celular e axônios do neurônio até que os neurotransmissores sejam liberados de um axônio terminal através de uma fenda sináptica para despolarizar a membrana do próximo neurônio. Nos sistemas nervosos animais, os neurônios são muito plásticos: crescem em padrões específicos, semelhantes a cristais, em resposta a estímulos e contatos com outros neurônios. Um neurônio pode ter uma ou várias extensões axônicas e dendríticas. Um neurônio com um dendrito e um axônio é denominado bipolar. Um neurônio com muitos dendritos e muitos axônios é denominado multipolar; esse neurônio faz muitos contatos com outros neurônios para a transmissão de informações elétricas ao longo de diversas vias neurais.