化学突触的形态特点是2个神经元之间有一个宽约为20nm～30nm的缝隙.缝隙的前后分别为突触前膜和突触后膜,缝隙的存在使神经冲动不能直接通过,只有在某种化学物质,即神经递质的参与下,在神经递质与突触后膜上的受体结合后,突触后神经才能去极化而发生兴奋.
在突触前膜内有很多小泡（上千个）,称为突触囊泡（synaptic vesicles）,其内含物质就是神经递质.
化学突触实现神经传导的过程：当神经冲动从轴突传导到末端时,突触前膜透性发生变化,使Ca2+从膜上的Ca2+通道大量进入突触前膜.此时,含递质的突触囊泡可能是由于Ca2+的作用而移向突触前膜,突触囊泡的膜与突触前膜融合而将递质排出至突触间隙.突触后膜表面上有递质的受体,递质和受体结合而使介质中的Na+大量涌入细胞,于是静息电位变为动作电位,神经冲动发生,并沿着这一神经元的轴突传导出去.这就是通过神经递质的作用,使神经冲动通过突触而传导到另一神经元的机制.