Beyin, birbirleriyle iletişim kuran birçok nörondan oluşur. Afferent ve efferent nöronlar arasındaki iletişim, elektrokimyasal sinyaller şeklinde gerçekleşir. Sinir sistemi, afferent sinir liflerinden sinyaller alır ve daha sonra efferent sinir lifleri yoluyla sinir sisteminin diğer alanlarına veya vücuttaki bir bez veya kas gibi organlara sinyaller gönderir. Afferent ve efferent nöronlar arasındaki sinyal, internöronlar aracılığıyla gerçekleşir.
Santral sinir sistemindeki en yaygın nöron tiplerinden biri, çok kutuplu nörondur. Bu tip nöron soma veya hücre gövdesi, bir akson ve üç veya daha fazla dendritten oluşur. Soma, nöronun en büyük kısmıdır ve birçok farklı işlemin gerçekleştiği yerdir. Hücre gövdesine eklenmiş, diğer nöronlardan sinyalleri alan dendritler ve birkaç dallara ayrılan uzun bir aksondur. Bu dallarda bulunanlar, sinyal gönderen ve diğer nöronlarla sinaps oluşturan terminal düğmeleridir.
Bir nöronun aksonunu çevreleyen, elektriksel olarak yüklenen bir hücre zarıdır. Aksonun elektrik yükü, hücre zarının dışına göre tersine çevrildiğinde, aksonun aşağısından, hücre gövdesinden terminal düğmelerine bir sinyal taşınır. Elektrik yükündeki bu değişime aksiyon potansiyeli denir. Afferent ve efferent nöronlar veya sinir lifleri arasındaki iletişim, bu işlem nedeniyle gerçekleşebilir.
Nörotransmiter daha sonra bir sinaps oluşturan postsinaptik nöron denilen komşu nöronun hücre zarı üzerinde bulunan reseptörlere bağlanır. Bir sinaps, bir nörondaki bir terminal butonu ile komşu bir nöronun hücre zarı arasındaki bir bağlantıdır. Bu, nöronların birbirleriyle iletişim kurmasını sağlar. Afferent ve efferent nöronlar arasındaki iletişim, bu şekilde tamamen merkezi sinir sistemine yerleştirilmiş olan internöronlar vasıtasıyla gerçekleşir.
Sinir sistemindeki farklı alanlar afferent nöronlardan sinyaller alır. Fizyolojik değişikliklere cevap verebilen veya doğrudan duyu reseptörleri ile bağlanan afferent nöronlara duyusal nöronlar denir. Bu tür nöron, iç ve dış çevresel değişiklikleri tanır ve bu değişiklikler hakkında merkezi sinir sistemine bilgi gönderir. Efferent nöronlar, merkezi sinir sisteminden sinir sistemindeki diğer alanlara veya kas veya bezlere sinyal gönderir. Bu nöronlara motor nöronlar denir ve bir aksiyon potansiyeli aksonundan aşağı doğru hareket ettiğinde kas seğirmesi ile sonuçlanır.
