Quan l’impuls nerviós arriba a l’extrem d’un axó, es transmet a una altra neurona. Però la transmissió no s’estableix per contacte directe, sinó que es realitza a través d’un mecanisme bioquímic que té lloc en una estructura constituïda per la neurona emissora i la receptora, anomenada sinapsi. La sinapsi amplifica el senyal que arriba per l’axó i permet que cada neurona pugui transmetre dades a nombroses neurones, de vegades més de deu mil. El mecanisme també permet que una cèl·lula pugui rebre estímuls conjunts de moltes altres cèl·lules, en alguns casos més de mil. Hi ha diversos tipus de sinapsi. Les més habituals són les sinapsis axodendrítiques, que connecten un axó amb una dendrita. També hi ha sinapsis axosomàtiques, entre un axó i el cos d’una altra neurona, i sinapsis axo-axòniques, entre dos axons.