Bár a neuronok – az idegrendszert alkotó sejtek – közötti kapcsolatok rendkívül összetettek, ezeknek a sejteknek egy közös alapszerkezetük van: egy sejtmagot és folyamatokat – egy axont és egy vagy több dendrit – tartalmazó sejttestből állnak. A neuronok a sejttest alakjában, valamint az axonok és dendritek hosszában, számában és elágazási fokában nagyon eltérőek.
A neuronokat érzékeny (szenzoros), motoros és interkalárisra osztják. A szenzoros neuronokban a dendritek receptorokhoz, az axonok pedig más neuronokhoz kapcsolódnak; a motoros neuronokban a dendritek más neuronokhoz, az axonok pedig valamilyen effektorhoz kapcsolódnak; Az interneuronokban mind a dendritek, mind az axonok más neuronokhoz kapcsolódnak.
A legegyszerűbb útvonal, amelyen az idegimpulzus továbbhaladhat, három neuronból áll: egy szenzoros, egy interkaláris és egy motoros neuronból. Az idegtörzsek vagy idegek nagyszámú axonból és dendritből állnak, amelyek egy közös kötőszöveti burokban egyesülnek.
A neuronok sejttestei és folyamataik nem véletlenszerűen szóródnak szét, hanem ganglionoknak nevezett klasztereket alkotnak, ha az agyon és a gerincvelőn kívül helyezkednek el, és idegközpontokat, ha az agyban vagy a gerincvelőben helyezkednek el.
Az axont vagy dendritet a sejtmembránon kívül még egy-két hüvely fedi: a külső neurilemma és a belső mielinhüvely. A neurilemma sejtekből áll. A mielinhüvely nem sejtes, zsírszerű anyagból készül, amitől az általa lefedett idegek fehérnek tűnnek.
Úgy tűnik, hogy a mielinhüvely növeli az idegimpulzusok sebességét. Emberben az idegimpulzus a mielinrost mentén körülbelül 100 m/sec sebességgel, a vékony mielinhüvellyel rendelkező idegek mentén 7-15 m/sec sebességgel halad.
Úgy tűnik, hogy a neurilemma szerepet játszik a leszakadt idegrostok regenerációjában. Rostszakadás esetén, ha az idegtörzs végei össze vannak kötve, az idegrostok az elfajult rostok idegcsöveibe nőhetnek és helyreállíthatják az elvesztett funkciókat.