A célula que atua como unidade básica estrutural e funcional do Sistema Nervoso é o neurônio. Ele apresenta, geralmente, longos e numerosos prolongamentos capazes de receber estímulos.
Os neurônios têm a propriedade de responder a alterações do meio em que se encontram (estímulos), com modificações da diferença de potencial elétrico que existe entre as superfícies interna e externa da membrana celular. As células que exibem essa propriedade - como os neurônios, células musculares e algumas glândulas - são denominadas excitáveis.
Os neurônios reagem prontamente aos estímulos. A modificação do potencial elétrico pode restringir-se ao local do estímulo ou propagar-se ao restante da célula, através da membrana. Essa propagação constitui o que se denomina impulso nervoso.
O impulso nervoso é a transferência de informações, ou seja, é a mensagem transmitida a outros neurônios, aos músculos ou às glândulas.
Através de seus prolongamentos, os neurônios formam circuitos entre si. Da mesma maneira que os circuitos eletrônicos, os circuitos neuronais podem ser de diversos tamanhos e complexidade.
Um circuito neural pode ser simples. Porém, na maioria das vezes, trata-se da combinação de dois ou mais circuitos que interagem para executar uma função. Muitos circuitos elementares se comunicam em grau crescente de complexidade, para executar funções cada vez mais complexas. Desse modo, compõem uma rede de informações e comunicação do Sistema Nervoso.