Ein afferentes Neuron ist eine von Millionen von Zellen, die einen sensorischen Nerv, ein Gefäß des peripheren Nervensystems, bilden. End-to-End in einer unidirektionalen Kette verbunden, leiten diese Zellen ein elektrisches Signal, das als Nervenimpuls bekannt ist, von Rezeptoren im Körper entlang des Nervs zum zentralen Nervensystem: dem Rückenmark und dem Gehirn. Als grundlegendste Einheit des Nervensystems ist jedes afferente Neuron eine einzelne Zelle, die aus einem Soma oder Zellkörper und einem Axon und einem Dendriten besteht, Projektionen, die den Nervenimpuls durch den Zellkörper und weiter zum nächsten Neuron übertragen. Dabei senden sie Informationen über Schmerzen, Temperatur, Muskelspannung und andere sensorische Informationen an das Zentralnervensystem, das dann eine Reaktion auf diese Informationen koordiniert, die über efferente oder motorische Neuronen an den Körper zurückgesendet wird.
Nervenzellen können in ihrer spezifischen Struktur stark variieren, aber jede enthält ein Soma, einen kugelförmigen Zellkörper mit einem Kern darin; ein einzelnes Axon, das wie ein Schwanz aus dem Zellkörper herausragt und mehr als 1 Meter (3 Fuß) oder nur 1 Mikrometer (0.00003937 Zoll) lang sein kann; und eine beliebige Anzahl von Dendriten, die von beiden Enden des Neurons abzweigen und entweder an ein benachbartes Neuron oder an das Körpergewebe, das sie innervieren, anheften. Ein afferentes Neuron weist ein Soma, ein kurzes Axon und einen einzelnen langen Dendriten auf. Das Axon leitet den elektrischen Impuls vom Zellkörper weg und zeigt somit zum zentralen Nervensystem.
Dieses elektrische Signal legt nur eine kurze Strecke vom Soma zurück, bevor es den Endpunkt des Axons, das sogenannte Axonterminal, erreicht, wo es die Lücke zwischen benachbarten Neuronen, die als Synapse bekannt ist, überquert. Auf der anderen Seite der Synapse befindet sich der Empfangsdendriten des nächsten afferenten Neurons. Während die Dendriten vieler Nervenzellen des Körpers Ästen ähneln und Impulse durch ein Netzwerk ähnlicher Zellen statt durch eine unidirektionale Kette leiten, empfängt der Dendriten des afferenten Neurons einfach sein Signal und leitet es durch das Soma und entlang des Axons zum nächste Zelle. Dies geschieht sehr schnell aufgrund des Vorhandenseins der Myelinhülle, einer größtenteils fettigen Schicht, die den Dendriten wie die Gummihülle um ein elektrisches Kabel umgibt und die Leitfähigkeit der Faser erhöht.
Ein solches System der Signalübertragung ermöglicht Informationen, etwa ob ein Ofen heiß ist oder ob ein Muskel bis an seine Grenzen gedehnt wurde, um das zentrale Nervensystem zu erreichen. Ähnlich dem Kreislaufsystem, in dem das Blut durch Herz und Lunge zum Körper und zurück zirkuliert, arbeitet dieses System aus afferenten und efferenten Nerven in einem geschlossenen Kreislauf. Mit anderen Worten, ein Nervenimpuls, der Informationen über die Wassertemperatur übermittelt, wandert beispielsweise von sensorischen Rezeptoren in den Fingerspitzen entlang einer afferenten Nervenbahn entlang der Hand und des Arms. Sobald der afferente Nerv das Rückenmark in der Nähe des Halsansatzes erreicht, durchläuft er ein Netzwerk von Interneuronen, die ihn zum entsprechenden Kontrollzentrum im Zentralnervensystem transportieren. Eine Reaktion wird schnell koordiniert und über ähnliche efferente Bahnen an die Arm- und Rumpfmuskulatur gesendet, die dafür verantwortlich ist, die Hand zurückzuziehen, wenn das Wasser zu heiß ist.