神经元的形态不一，但都可分为胞体、树突和轴突三部分。其中胞体是神经元的营养和代谢中心，主要位于大脑和小脑的皮质、脑干和脊髓的灰质以及神经节内有圆形、锥形、梭形和星形等，由细胞核、细胞质和细胞膜构成，具体如下：
一、胞体
1、细胞核：位于胞体中央，大而圆，核被膜明显，常染色质多，故着色浅，核仁也大而圆。
2、细胞质：在光镜下，其特征性结构为尼氏体和神经原纤维。尼氏体具强嗜碱性，均匀分布。电镜下，尼氏体由发达的粗面内质网和游离核糖体构成，表明神经元具有活跃的蛋白质合成功能，主要合成更新细胞器所需的结构蛋白、合成神经递质所需的酶类以及肽类的神经调质。
3、细胞膜：是可兴奋膜，具有接受刺激、处理信息、产生和传导神经冲动的功能。神经元细胞膜的性质取决于膜蛋白，其中有些是离子通道，如Na+通道、K+通道、Ca2+通道等，有些膜蛋白是受体，与相应的神经递质结合后，可使某种离子通道开放。
二、树突
每个神经元有一至多个树突，形如树枝状，即从树突干发出许多分支。在分支上常可见大量短小突起，称树突棘，树突内胞质的结构与胞体相似也含有微管相关蛋白2构成的微管。
树突的功能主要是接受刺激。树突和树突棘极大地扩展了神经元接受刺激的表面积。因此，神经元接受信息和整合信息的能力与其树突的分支程度以及树突棘的数量密切相关。
三、轴突
每个神经元只有一个轴突，一般由胞体发出，短者仅数微米，长者可达1米以上。光镜下胞体发出轴突的部位常呈圆锥形，称轴丘，此区无尼氏体，故染色淡。轴突一般比树突细，直径较均一，有侧支呈直角分出。
轴突末端的分支较多，形成轴突终末。轴突表面的胞膜称轴膜，内含的胞质称轴质。轴质内有大量神经丝和微管，还有滑面内质网、微丝、线粒体和小泡。神经丝、微管和微丝之间均有横桥连接，构成轴质中的网架。
轴突内无粗面内质网和游离核糖体，故不能合成蛋白质。