Le cellule gliali circondano i neuroni ed in genere non partecipano direttamente alla trasmissione dell'impulso, ma sono indispensabili per il corretto funzionamento dei neuroni stessi. Tali cellule provvedono al nutrimento dei neuroni, rimuovono i cataboliti, accelerano la conduzione dell'impulso nervoso e hanno funzione di sostegno, isolamento e protezione. Le cellule gliali rappresentano circa il 50% del tessuto nervoso e sono presenti in diverse tipologie. Una di queste è rappresentata dagli astrociti, che hanno forma stellata, forniscono sostegno ai neuroni e formano la barriera emato-encefalica, che protegge il cervello dall'ingresso di sostanze potenzialmente dannose trasportate dal sangue.Le cellule satelliti svolgono la stessa funzione a livello periferico. Gli oligodendrociti (a livello centrale) e le cellule di Schwann (a livello periferico) si avvolgono a spirale attorno agli assoni e formano una guaina ricca di mielina, un lipide con funzione isolante che conferisce al tessuto nervoso una caratteristica colorazione chiara. Ogni assone è avvolto da circa 100 strati mielinici; mentre gli oligodendrociti forniscono la guaina mielinica contemporaneamente a più neuroni, ogni cellula di Schwann produce una porzione di mielina per un singolo neurone. Esistone anche fibre amieliniche, ma sono più rare e meno efficienti nella trasmissione degli impulsi. La guaina mielinica di ciascun assone non è continua, ma è formata da più cellule e presenta un certo numero di interruzioni ripetute e intervalli regolari, dette nodi di Ranvier. Il cono d'emergenza e i bottoni sinaptici, che si trovano all'estremità opposte dell'assone, sono privi della guaina mielinica.