Como mostra a figura acima, um neurônio é composto por quatro partes:
As sinapses constituem a região onde dois neurônios se comunicam. Após converter um sinal elétrico pré-sináptico em um sinal químico, uma sinapse reconverte este sinal em um sinal elétrico pós-sináptico.
Os parâmetros armazenados em uma sinapse modificam um trem de impulsos de entrada. Esta modificação depende do tipo de sinapse, podendo ser de natureza excitativa ou inibitória.
Após serem convertidos de volta em sinais elétricos, os sinais são coletados ou somados pelos diversos dendritos e transmitidos ao corpo do neurônio. Os dendritos constituem assim terminais de entrada de um neurônio.
O corpo do neurônio gera um sinal de saída, que é por fim transferido pelo axônio às terminações sinápticas de outros neurônios.
A freqüência com que um neurônio gera sinais de saída é proporcional à atividade total de suas sinapses e é controlada pelos parâmetros sinápticos (pesos).
Durante os dois primeiros anos de vida de um ser humano, cerca de 1 milhão de sinapses são formadas por segundo. As sinapses são então modificadas ao longo do tempo pelo processo de aprendizado. Um cérebro adulto transforma-se por meio de dois mecanismos: criação de novas sinapses e alteração de sinapses já existentes.