สารสื่อประสาท (neurotransmitter) คือ สารเคมีที่มีหน้าที่ในการนำ, ขยาย และควบคุมสัญญาณไฟฟ้าจากเซลล์ประสาทเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ตามระบอบความเชื่อ ที่ตั้งขึ้นในทศวรรษที่ 1960 โดยที่สารเคมีนั้นจะเป็นสารสื่อประสาทได้จะต้องเป็นจริงตามเงื่อนไขดังนี้
อย่างไรก็ตาม บางคนถือว่าสสารบางชนิด เช่น ไอออนของสังกะสี ซึ่งไม่ได้สังเคราะห์หรือเกิดขึ้นโดยปฏิกิริยาคะตาบอลิซึ่ม เป็นสารสื่อประสาท ดังนั้น จำเป็นต้องมีคำนิยามใหม่ ๆ เกี่ยวกับสารสื่อประสาท เพื่อใช้อธิบายสารใหม่ ๆ ที่พบว่ามีหน้าที่เป็นหรือคล้ายสารสื่อประสาท
ลักษณะเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก สามารถขนส่งได้อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น กลูตาเมต (glutamate), ไกลซีน (glycine), GABA เป็นต้น
เมื่อมีการส่งกระแสประสาท สารสื่อประสาทจะถูกนำเข้าสู่เซลล์ประสาทโดยผ่านทางช่องรับสารสื่อประสาทที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ของปลายประสาทเดนไดรท์ หรือที่เรียกว่าประตูไอออน (ion channels) ซึ่งประตูไอออนนี้ก็จะมีหลายชนิดแตกต่างกันไปและมีกลไกในการเปิดรับสารสื่อประสาทที่แตกต่างกันด้วย โดยที่ประตูไอออนแต่ละชนิดก็จะจับกับสารสื่อประสาทอย่างจำเพาะเจาะจง เมื่อสารสื่อประสาทเหล่านี้เข้ามาสู่ภายในเซลล์แล้ว ก็จะถูกบรรจุในถุงที่เรียกว่าเวสสิเคิล (vesicle) ซึ่งเวสสิเคิลก็จะเคลื่อนที่ไปยังเซลล์ประสาทเพื่อส่งสารสื่อประสาทนี้ไปยังเซลล์ประสาทอื่นๆต่อไปตามกลไกของมัน
เมื่อมีการหลั่งสารสื่อประสาทออกมา หลังจากใช้งานเสร็จเรียบร้อยก็จะมีกลไกในการกำจัดสารสื่อประสาทที่เหลือได้หลายรูปแบบดังนี้
