突觸傳遞最重要的方式是神經化學傳遞。神經遞質由突觸前膜釋放後立即與相應的突觸後膜受體結合，產生突觸去極化電位或超極化電位，導致突觸後神經興奮性升高或降低。神經遞質的作用可通過兩個途徑中止，一是再回收抑制，即通過突觸前載體的作用將突觸間隙中多餘的神經遞質回收至突觸前神經元並貯存於囊泡，另一途徑是酶解，如以多巴胺爲例，它經由位於線粒體的單胺氧化酶和位於細胞質的兒茶酚胺鄰位甲基轉移的作用被代謝和失活。乙酰膽鹼。最早被鑑定的遞質。脊椎動物骨骼肌神經肌肉接頭、某些低等動物如軟體、環節和扁形動物等的運動肌接頭等，都是以乙酰膽鹼爲興奮性遞質。脊椎動物副交感神經與效應器之間的遞質也是乙酰膽鹼，但有的是興奮性，有的是抑制性的。中國生理學家張錫鈞加德姆所開發的以蛙腹直肌標本定量測定乙酰膽鹼的方法，對乙酰膽鹼的研究起了重要作用，至今仍有應用價值。
