Sünapsid ja neurotransmitterid on mõlemad kesknärvisüsteemi keemilise sidevõrgu põhikomponendid, mis vastutavad sõnumite edastamise eest närvirakkude või neuronite vahel. Piltlikult öeldes on neurotransmitter sõnumitooja ja sünaps on sõnumitooja läbitud rada. Füüsiliselt paiknevad nii sünapsid kui ka neurotransmitterid sünaptilises pilus, mis on ruum sõnumit saatva neuroni lõpu ja sidet vastuvõtva neuroni alguse vahel.
Kui loom või inimene kogub teavet meeleelundist või ajuimpulsist, kasutab ta sünapse ja neurotransmittereid, et jagada seda kasulikku või ähvardavat teavet mitme närvirakuga, mis võivad seejärel lihastele korraldusi saata, võimaldades füüsilisel kehal reageerida. mida nähakse, kuuldakse või mõeldakse. Kogu protsess võib kesta vähem kui miljondik sekundit. Igal neuronil on juurdepääs vähemalt 1,000 rajale ehk sünapsile.
Kui andmed ajust või meeltest on saadetud närvirakku, vabastab see närvirakk neurotransmitterid oma terminalist, mida ametlikult nimetatakse jala otsaks. Üks jalaots võib vabastada korraga 2,000 kuni 5,000 neurotransmitteri molekuli, olenevalt kaltsiumi kogusest. Kuni vabanemiseni hoitakse neurotransmittereid jala otsas ümmargustes membraanides, mida tuntakse vesiikulitena. Pärast vabanemist liiguvad neurotransmitterid sünapsid difusiooni teel, et jõuda järgmise närviraku membraanini, kus neid saab uuesti kasutada ja saata teistele neuronitele või lasta neil laguneda.
Sünapsid osalevad närvisüsteemis nii elektrilises kui ka keemilises suhtluses. Kuigi sünapsid ja neurotransmitterid töötavad keemilise sõnumi edastamiseks koos, ei sõltu elektrisuhtlus neurotransmitteritest. Elektriliste sõnumite ajal, mida tavaliselt kasutatakse eranditult aju- või silmategevuseks, saadavad närvirakud sünapside kaudu üksteisele ioonvoolu. Sellistel juhtudel muutuvad need ioonvoolud sõnumikandjateks, asendades seeläbi neurotransmitteritena tuntud kemikaalid. Neurotransmittereid kasutatakse suhtlemisel kõikjal mujal kehas.
Sünapse ja neurotransmittereid on kahte tüüpi. Sünapsid võivad olla sümmeetrilised või asümmeetrilised, samas kui neurotransmitterid võivad olla ergastavad, nagu glutamaat, või inhibeerivad, nagu gamma-aminovõihape (GABA). Mõned haruldased neurotransmitterid, nagu dopamiin, on nii ergutavad kui ka inhibeerivad.
Ergutavad neurotransmitterid vabanevad ümaratest vesiikulitest ja liiguvad mööda asümmeetrilisi sünapse. Inhibeerivad neurotransmitterid vabanevad lamedast vesiikulist ja rändavad sümmeetrilistest sünapsidest. Neurotransmitterite näideteks on atsetüülkoliin, mis mõjutab lihaste tegevust, ja dopamiin, mis mõjutab sensoorset taju, vaimset keskendumist ja meeleolu. Teiste neurotransmitterite hulka kuuluvad norepineferiin, mis aitab unehäiretel, ja serotoniin, mis aitab parandada tunnetust, söögiisu ja unenägusid.