Nervno tkivo je građeno od dva osnovna tipa ćelija: neurona, koji generišu i prenose električne signale, i glija ćelija, koje ih podržavaju, hrane i štite.

Neuron. Tijelo (soma) sadrži jedro i Nisslova telašca (Nisslovu supstancu), nakupine granularnog endoplazmatskog retikuluma i ribozoma, vidljive kao tačkice pod mikroskopom, prisutne u tijelu i dendritima, ali ne u aksonu. Dendriti primaju signale od drugih neurona. Akson prenosi signal dalje, izlazi iz tijela na mjestu zvanom aksonski brežuljak, i završava se sinaptičkim dugmićima, koji prenose signal na sljedeći neuron, mišićno vlakno ili žlijezdu. Prema broju nastavaka, neuroni se dijele na multipolarne (jedan akson, više dendrita, najčešći tip), bipolarne (jedan akson, jedan dendrit), i pseudounipolarne (jedan nastavak koji se dijeli na dva kraka, tipično za neurone spinalnog ganglija).

Mijelinizacija. Mnogi aksoni su obavijeni mijelinskim omotačem, koji ubrzava provođenje impulsa preko saltatorne provodljivosti, impuls "skače" između Ranvierovih čvorova, mjesta gdje mijelin nedostaje. Mijelin u centralnom nervnom sistemu (CNS) stvaraju oligodendrociti, a u perifernom (PNS) Schwannove ćelije. Ključna razlika: jedan oligodendrocit svojim nastavcima mijelinizuje više aksona istovremeno, dok jedna Schwannova ćelija mijelinizuje samo jedan segment jednog aksona.

Glija ćelije. Astrociti su najbrojnije, zvjezdastog oblika, pružaju strukturnu potporu i učestvuju u formiranju krvno-moždane barijere. Oligodendrociti mijelinizuju aksone u CNS-u. Mikroglija su imune ćelije CNS-a, fagocituju oštećene ćelije i strane materije. Ependimske ćelije oblažu moždane komore i kičmeni kanal. Cirkulaciju likvora pokreću udarima cilija na svojoj površini, dok njegovu produkciju omogućavaju akvaporinski vodeni kanali u ćelijskoj membrani. Schwannove ćelije mijeliniziraju u PNS-u. Satelitske ćelije okružuju tijela neurona u ganglijama PNS-a, pružajući im potporu analognu onoj koju astrociti pružaju neuronima CNS-a.