Neurotransmitterite tagasihaaramine võimaldab neuronil absorbeerida signaali edastavat kemikaali pärast sõnumi saatmist, nii et seda saab uuesti kasutada. Lisaks sellele, et see võimaldab ajul väärtuslikke kemikaale ringlusse võtta, toimib see signaalide pidurdamiseks, piirates neurotransmitterite sünapsis veedetud aega. See võib olla oluline teatud reaktsioonide reguleerimiseks, kui närvisüsteem ei soovi pikemat reaktsiooni stiimulile. Teatud ravimid toimivad seda protsessi pärssides, et suurendada signaalkemikaalide ringlust sünapsis.
Keemiliste signaalide saatmise protsess neuronite vahel algab neurotransmitteri vabanemisega, mis siseneb rakkudevahelisse ruumi, mida nimetatakse sünapsiks. Kui rakul on aga õiged retseptorid, võib kemikaal lukustuda, et stimuleerida või pärssida neuronit. Neurotransmitterite tagasihaardes kinnituvad kandjamolekulid kasutatud kemikaalidele ja suruvad need tagasi terminali, neuroni piirkonda, mis neid vabastab. See protsess toimub väga lühikese aja jooksul, võimaldades neuronitel sõnumeid saata, taastuda ja uuesti kiiresti edastada.
Neurotransmitterite ringlussevõtt võib aidata ajul signaalide vahel kiiremini taastuda, kuna sellel on uue signaali saatmiseks saadaval uued ressursid. Nende kemikaalide valmistamine võtab aega ja energiat ning tõhususe suurendamine aitab aju funktsioneerida. Neurotransmitterite tagasihaardeprotsess piirab ka sünapsis veedetud aega, nii et inimesed ei koge valitud neuronite pikemat stimuleerimist. Kandjavalke saab kasutada neurotransmitteri signaali kestuse kontrollimiseks.
Dopamiin, norepinefriin ja serotoniin on tavalised näited kemikaalidest, mida töödeldakse neurotransmitterite tagasihaardega. Sõltuvalt nende funktsioonist on mõned neist rohkem allutatud tagasihaardele kui teised. Üksikisikute vahel võib ajus esineda märkimisväärseid erinevusi kemikaalide kontsentratsioonis ja aja jooksul toodetud neurotransmitterite arvus. Protsessi võivad mõjutada ka toitumine, ravimid ja muud keskkonnategurid. See võib põhjustada kognitiivse funktsiooni ja aktiivsuse väga erineva taseme.
Teatud neurokeemiliste tasakaaluhäiretega inimesed võivad kogeda neurotransmitterite tagasihaaret liiga kiiresti või teatud kemikaalide tootmist ajus. Nad saavad kasu ravimitest, mis pärsivad tagasihaardeprotsessi; Näiteks selektiivsed serotoniini tagasihaarde inhibiitorid (SSRI-d). Ravimid võivad aidata lahendada depressiooni, ärevust ja muid vaimse tervise probleeme. Neid tuleb kasutada ja lõpetada ettevaatlikult, kuna aju vajab aega nendega kohanemiseks ja taastumiseks, kui patsiendid nende võtmise lõpetavad.