หน้าที่ของเซลล์ประสาทในสมองคือการประมวลผลอินพุตภายในและภายนอกที่ได้รับจากร่างกายมนุษย์และทำให้แน่ใจว่าร่างกายยังคงทำงานได้อย่างถูกต้อง เซลล์ประสาทส่วนบุคคลไม่ได้ทำหน้าที่นี้ด้วยตนเอง แต่เซลล์ประสาทส่วนรวมที่ทำงานร่วมกันในสมองจะจัดการกับสิ่งเร้าทั้งหมดที่มาจากภายในและภายนอกร่างกาย เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์เป็นเซลล์ที่ถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้าซึ่งส่งผ่านข้อมูลไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ ผ่านสัญญาณเคมีและไฟฟ้า
เมื่อถ่ายโอนสัญญาณระหว่างกันเซลล์ประสาทในสมองพึ่งพาข้อมูลทางเคมีและไฟฟ้า สัญญาณทางเคมีจะถูกส่งระหว่างเซลล์ประสาทด้วยวิธีของสารสื่อประสาทซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ลอยจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งเพื่อดำเนินการต่อเส้นทาง สัญญาณไฟฟ้าส่งข้อมูลผ่านเซลล์ประสาทเองเดินทางจากแหล่งกำเนิดในเครื่องรับที่เรียกว่า dendrites จนกว่าจะถึงจุดสิ้นสุดของเซลล์ประสาทซึ่งการส่งสัญญาณทางเคมีจะต้องใช้เวลามากกว่า ความผิดปกติของมนุษย์จำนวนมากความผิดปกติบางอย่างที่รักษาได้และอื่น ๆ ทำให้ร่างกายทรุดโทรมเป็นผลมาจากความผิดพลาดในการส่งสัญญาณไฟฟ้าหรือเคมีระหว่างเซลล์ประสาทในสมอง
เซลล์ประสาททั้งหมดในสมองมีโครงสร้างคล้ายกันแม้ว่าบริเวณต่าง ๆ ของสมองอาจมีโครงสร้างเซลล์ประสาทที่แตกต่างกันเล็กน้อย โครงสร้างที่แตกต่างกันทำให้กลุ่มของเซลล์ประสาทมีความสามารถเฉพาะเป็นพิเศษซึ่งเป็นสาเหตุที่พื้นที่ต่าง ๆ ของสมองมีความเชี่ยวชาญในการทำงานที่แตกต่าง ตัวอย่างเช่นเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นจัดการกับข้อมูลจากดวงตาและมอเตอร์เยื่อหุ้มสมองจัดการการเคลื่อนไหว สมองทุกส่วนมีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านและพื้นที่ต่าง ๆ ของสมองมักจะทำงานร่วมกันในงานประจำ มีความเข้าใจผิดที่พบบ่อยในวัฒนธรรมสมัยนิยมว่ามนุษย์ใช้สมองเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่นี่ไม่จริงเลย สมองทั้งหมดจะถูกนำไปใช้อย่างสม่ำเสมอในชีวิตประจำวัน
วิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทในสมองนั้นปรับตัวได้ไกลกว่าที่เคยเชื่อกันมาก่อน เป็นเวลาหลายปีเชื่อกันว่าหากความเสียหายใด ๆ ที่เกิดขึ้นกับสมองว่าการทำงานของเซลล์ประสาทที่ได้รับผลกระทบเหล่านั้นจะหายไปอย่างถาวรและถาวร การศึกษาล่าสุดจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าสมองแสดงความสามารถในการเปลี่ยนเส้นทางการทำงานแม้ว่าจะมีทางเลือกอื่นในระบบประสาทหรือที่เรียกว่าพลาสติก บางคนที่มีความเสียหายต่อศูนย์การมองเห็นของสมองยังคงสามารถมองเห็นได้และบางคนที่สมองขาดหายครึ่งหนึ่งก็สามารถทำงานได้ตามปกติ
