Nöronların her biri aynı değildir. Her birinin yapısı, çalışacağı yere göre özelleşmiştir. Ancak bağlantılarına ve yapılarına göre bu nöronları kategorize etmek mümkündür. Örneğin kimi nöronlar birbirlerine fiziksel olarak bağlıdır ve bu bölgelerden iletim son derece hızlı olabilir; birçok diğer yerdeyse sinirler arasında bir boşluk vardır (sinaps) ve bu boşluk kimyasallarla doldurulur, sinyal iletimi burada yavaşlar. Kimi nöronlar arası bağlantı ise bunların bir karışımı şeklinde olabilir. Ayrıca nöronları miyelin isimli yağlı bir kimyasalla sarılı olmasına ve olmamasına göre de 2 gruba ayırabiliriz. Miyelin, iletim hızını arttıran bir yalıtıcı görevi görür. Bu yüzden miyelinli nöronlarda iletim hızı son derece yüksek olabilir.
Sinaps, sinir sistemindeki nöronlar arasındaki boşluklardır. Esasında bir "boşluk" olarak dursa da, oldukça aktif bir şekilde kullanılır ve elektrik sinyaller (nörobilimde "impuls" olarak bilinirler) iletilirken bolca kimyasalın ve reseptörün farklı tepkimelerine mekan olur. Tipik olarak nöronlar, bir sinyal hücrenin sonuna ulaştığında (post-sinaptik reseptörlere ulaştığında) barındırdığı kimyasalları bir dizi tepkime sonrası sinapsa (boşluğa) döker. Bu kimyasallar aracılığıyla elektrik sinyali, yani beyinde veya hedef bölgede iş yaptıracak olan sinyaller, bir sinirden bir diğerine aktarılabilir.