Все нейроны можно разделить на 3 класса: чувствительные (сенсорные), вставочные и эффекторные. Чувствительные и эффекторные нейроны связывают структуры, расположенные на периферии (рецепторы, мышцы и железы), с центральной нервной системы(головным и спинным мозгом). Чувствительные нейроны представляют собой афферентные пути, по которым импульсы передаются от рецепторов в центральной нервной системе, а эфферентные нейроны проводят импульсы от центральной нервной системы к эффекторам (мышцам и железам). К эффекторным нейронам относятся двигательные (моторные) нейроны, иннервирующие скелетные мышцы, и нейроны вегетативной нервной системы, осуществляющие центральную регуляцию мышц и желез внутренних органов.
Отростки вставочных нейронов не выходят за пределы центральной нервной системы. Почти все нейроны центральной нервной системы, за исключением сенсорных нейронов и эффекторных, являются вставочными. В центральной нервной системе вставочные нейроны образуют цепи, осуществляющие анализ входной сенсорной информации, хранение опыта в виде памяти и формирование соответствующих нервных команд.
Нервная система организована таким образом, что вставочные нейроны, выполняющие одинаковые функции, сгруппированы в виде так называемых ядер. В мозгу имеются сотни различных ядер, каждое из которых содержит тысячи нейронов, участвующих в интеграции тесно связанных между собой функций.
Наиболее сложна нервная организация коры. Все ее отделы - неокортекс, кора мозжечка и гиппокампа - состоят из нескольких слоев нейронов и их отростков. В большинстве областей кора образована чередующимися ядерными (содержащими тела клеток) и плексиформными (содержащими дендриты и синаптические окончания) слоями. Разные слои коры состоят из разных нейронов. Центростремительные пути к коре обычно оканчиваются в одном или двух плексиформных слоях; аксоны же, передающие сигналы из коры к другим отделам ЦНС, как правило, отходят от основания одного из ядерных слоев.