轴突，是神经元伸出的长突起，也是神经信号传递的主要渠道。大量的轴突牵连在一起，由于它们的外形类似而被称为“神经纤维”。轴突的外面通常包裹着一层富含脂肪的白色物质，叫作“髓鞘”。轴突的长度因类型而异，有的非常短，有的甚至超过1米，比如脊髓内的坐骨神经中的轴突可以从脊髓—直延伸到脚趾。

树突，顾名思义，指的是一些树状的突起，一般数量较多。树突通常较短，集中在细胞体附近。不过，树突的长短和大小会随着神经元种类的不同有着相当大的差异。树突的主要功能是把从其他神经元接收到的电信号传递至神经元细胞体。由于树突众多，也提供了更大的实现神经元之间连接的空间。

轴突的末端会变得膨大，以便与下一个神经元的树突表面建立“连接”。这个连接非常特殊，轴突末端并没有与树突直接连在一起，而是留有一定的空隙。由于结构的特殊，连接的方式也很特殊，一个神经元通过从轴突末端释放一些被叫作“神经递质”的化学物质，实现了与下一个神经元树突的连接。这个由轴突末端、间隙和树突表面构成的连接结构，叫作“突触”。

按照信号传递的方向以及功能，神经元大致分为三类：感觉神经元(传入神经元)、联络神经元(中间神经元)和运动神经元(传出神经元)。不同类型的神经元的结构和功能都不相同。联络神经元和运动神经元多为多极神经元，感觉神经元一般只有一个轴突，没有树突，属于假单极神经元，也有一些感觉神经元在两端各伸出一个突起，为双极神经元，如耳蜗内的感觉神经元。