L'arrivo del potenziale d'azione (stelle rosse) sul terminale presinaptico scatena la liberazione di neurotrasmettitore (quadratini rossi) tramite esocitosi di un certo numero di vescicole; il neurotrasmettitore attraversa rapidamente la fessura sinaptica e interagisce con i recettori posti lungo la membrana del terminale postsinaptico, provocando l'apertura di canali ionici con spostamento di cariche elettriche e innesco e propagazione del cosiddetto potenziale postsinaptico; il neurotrasmettitore viene rapidamente rimosso dalla fessura sinaptica tramite pompe di ricaptazione (ganci), meccanismi enzimatici (pac-men) e diffusione semplice