Ces molécules agissent au niveau des synapses et transmettent de l'information d'une cellule à une autre.

Les neuromédiateurs sont synthétisés au niveau des termisaisons des neurones et stockés dans les vésicules présynaptiques.

Ils  sont libérés dans l'espace intersynaptique lorsqu' arrivent suffisamment de potentiels d'action à cette terminaison.

Ils diffusent ensuite dans l'espace intersynaptique et sont captés par des récepteurs moléculaires spécifiques situés sur la membrane de la cellule postsynaptique. 

La réception de ces molécule aura pour effet de déclencher des modifications dans la cellule postsynaptique suite à une cascade de réactions biochimiques.(création de potentiels d'action, modification de la perméabilité membranaire, contraction, sécrétion ou autre.)

Une partie des neuromédiateurs sécrétés peut être recaptée par la cellule présynaptique et être de nouveau utilisée.