Der Neurotransmitter, der vom ersten auf das zweite Neuron übertragen wird, hängt vom spezifischen neuronalen System ab. Ein häufig vorkommender Neurotransmitter ist Acetylcholin, der in vielen synaptischen Übertragungen, insbesondere im peripheren Nervensystem und im parasympathischen Nervensystem, eine Rolle spielt. Ein anderer wichtiger Neurotransmitter ist Glutamat, das im zentralen Nervensystem als der primäre exzitatorische Neurotransmitter fungiert. GABA (Gamma-Aminobuttersäure) ist der primäre inhibitorische Neurotransmitter im zentralen Nervensystem. Es gibt auch viele andere Neurotransmitter wie Dopamin, Serotonin und Noradrenalin, die in verschiedenen neuronalen Bahnen und Funktionen eine Rolle spielen.