Le cellule nervose comunicano tra di loro mediante delle giunzioni che vengono definite sinapsi, indispensabili per favorire la trasmissione dell'impulso nervoso. La sinapsi chimica è un tipo di giunzione che necessita di un mediatore chimico come vettore per il trasferimento dell'informazione tra il neurone ed un'altra cellula.
Le due cellule, definite presinaptica e postsinaptica, sono separate da uno spazio definito vallo sinaptico, di massimo 30 nm in lunghezza. Questo piccolo intervallo viene superato - appunto - dal mediatore, o neurotrasmettitore, che in condizioni di riposo viene conservato in alcune vescicole presenti nel bottone presinaptico, un allargamento del terminale presinaptico.
La liberazione del neurotrasmettitore, successiva all'innesco di un potenziale d'azione, viene definita quantica, in quanto la liberazione dello stesso avviene in quantità ben definite per ogni vescicola. Questo non vuol dire però che la liberazione quantica non possa variare, ma al contrario, è strettamente correlata all'intensità dello stimolo iniziale che influisce sulla frequenza di scarica dei potenziali d'azione: maggiore è la frequenza, maggiore è la quantità di neurotrasmettitore rilasciata.
Una volta diffuso nel vallo sinaptico, il neurotrasmettitore si legherà a recettori presenti sulla membrana postsinaptica. Quello che si verifica in seguito è la variazione del potenziale di membrana della cellula postsinaptica.
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