化学突触是一种特殊的连接，用于神经元、神经元和肌肉或腺体细胞之间的交流。突触包括突触前神经元和突触后神经元，肌细胞或高兴细胞。突触前细胞和突触后细胞之间有一个20 ~ 40nm的间隙，称为突触间隙。信号从突触前到突触后的神经元(细胞)以单一方向传递。突触前神经元通过释放与突触后细胞受体结合的神经递质来进行信息传递。当动作电位侵入突触前神经元的终膜时，这个过程就开始了。
动作电位发生于电兴奋细胞，如神经元、肌肉和内分泌细胞。它们是由电压依赖性钠离子通道的瞬时打开引起的，引起沿轴突膜扩散的膜电位快速、大的去极化。
当动作电位到达突触末端时，膜电位的去极化导致位于突触前膜上的电压门控钙通道打开。外部Ca2+浓度约为10-3 M，而内部Ca2+浓度约为10-7 M。钙通道的打开导致Ca2+快速流入突触前终端。升高的突触前Ca2+浓度允许突触囊泡与突触前神经元的质膜融合，并释放其内容物，神经递质，进入突触间隙。这些细胞扩散到突触间隙，并与突触后细胞膜上的特定受体结合。突触后受体在神经递质结合上的激活可导致突触后细胞的多种效应，如改变膜电位和兴奋性，并触发细胞内信号级联。