La función fundamental de las neuronas es el manejo de información. La reciben, la procesan, la almacenan y la generan. Las neuronas producen moléculas (neurotransmisores, neuromoduladores) para comunicarse y/o controlar y/o modular el funcionamiento de otras células. También lo hace en relación a su propio funcionamiento, a través de segundos mensajeros, que genera en respuestas a las señales que le llegan desde otras células. La naturaleza de los procesos relacionados con la producción de esa amplia gama de señales es bioquímica. Pero también puede ser bioeléctrica cuando las neuronas se comunican con otras células a través de iones (sinapsis eléctricas).

Desde el punto de vista bioquímico, los principales mensajeros entre las neuronas y otras células pueden ser: aminas (acetil-colina, serotonina, catecolaminas), amino-ácidos (glutamato, aspartato, GABA, glicina), nucleótidos (ATP, adenosina) y péptidos neuroactivos (opiáceos, péptidos neurohipofisiarios, secretinas, insulinas, somatostatina, gastrinas). Estos mensajeros son almacenados en vesículas sinápticas y son liberados por mecanismos complejos generalmente iniciados por señales bioeléctricas, los potenciales de acción.