Para se comunicar, os neurônios usam sinais elétricos. Esses sinais se dão por mudanças bem rápidas e curtas na voltagem, chamadas potenciais de ação.
Em uma sinapse química, um potencial de ação faz com que o neurônio pré-sináptico libere neurotransmissores. Estas moléculas ligam-se aos receptores na célula pós-sináptica e a tornam mais ou menos propensa a desencadear um potencial de ação.