Obwohl es über 10.000 spezifische Neuronentypen gibt, werden die drei allgemeinen Klassifikationen in sensorische Neuronen, Motoneuronen und Interneuronen unterteilt. Sensorische Neuronen senden Signale von außerhalb des Körpers in das zentrale Nervensystem, Motoneuronen übertragen Signale, um Muskeln und Drüsen zu aktivieren, und Interneurone fungieren als Verbindungsstücke zwischen Neuronen.
Die sensorischen Neuronen informieren das Zentralnervensystem über äußere Reize durch den Tast-, Seh-, Hör-, Geschmacks- und Geruchssinn. Durch die Kontraktion und Entspannung der Muskeln ermöglichen Motoneuronen unwillkürliche Muskelfunktionen wie das Schlagen des Herzens und die Passage von Nahrung durch den Darm sowie die willkürliche Funktion der Skelettmuskulatur. Interneurone bilden die Verbindungen, die die Kommunikation zwischen den sensorischen Neuronen und den Motoneuronen ermöglichen und auch viele andere komplexe Signalfunktionen innerhalb des Nervensystems ausführen.
Das Gehirn ist nicht immer an der Signalübertragung zwischen Neuronen beteiligt. In einer monosynaptischen Reflexbahn, wie einem Knie-Ruck-Reflex, leiten sensorische Neuronen Nachrichten direkt an Motoneuronen weiter, die die Beinmuskulatur zu einer automatischen Reaktion anregen. Mit zunehmender Komplexität der Aufgaben werden die Pfade komplizierter und das Gehirn kommt ins Spiel. Um all diese Informationen zu verarbeiten, schätzen Wissenschaftler, dass das menschliche Gehirn etwa 200 Milliarden Neuronen enthält.