Het aantal moleculen in een neurotransmitter kan variëren afhankelijk van de specifieke neurotransmitter, maar doorgaans zijn er miljarden tot biljoenen moleculen van een neurotransmitter binnen een bepaalde synaps, de kruispunten tussen neuronen waar neurotransmitters worden vrijgegeven. Synaptische blaasjes, de kleine compartimenten in neuronen die neurotransmitters bevatten, kunnen duizenden tot tienduizenden neurotransmittermoleculen opslaan. Wanneer een neuron wordt geactiveerd en neurotransmittermoleculen vrijgeeft, diffunderen deze moleculen door de synaptische opening en binden ze zich aan receptoren op het postsynaptische neuron, waardoor een cascade van gebeurtenissen ontstaat die kunnen leiden tot het genereren van een actiepotentiaal in het postsynaptische neuron.