軸突通常自胞體發出，但也有從主樹突乾的基部發出。胞體發出軸突的部位常呈圓錐形，稱軸丘（axon hillock），光鏡下此區無尼氏體，染色淡較淡。軸突的長短不一，短者僅數微米，長者可達一米以上。軸突一般比樹突細，全長直徑較均一，有側支呈直角分出。軸突表面的細胞膜稱軸膜（axolemma），內含的胞質稱軸質（axoplasm）。軸質內有大量微管和神經絲，此外還有微絲、線粒體、滑面內質網和一些小泡等。微管與神經絲均很長，沿軸突長軸平行排列。微絲較短，主要分布於軸膜下，常與軸膜相連。電鏡觀察軸突冷凍蝕刻標本，可見微絲、微管和神經絲之間均有橫橋連線，構成軸質中的網架結構。軸突內無尼氏體和高爾基複合體，故不能合成蛋白質，軸突成分的更新及神經遞質全成所需的蛋白質和酶，是在胞體內合成後輸送到軸突及其終末的。
軸突的主要功能是傳導神經衝動。神經衝動的傳導是在軸膜上進行的，軸突起始段軸膜的電興奮性閾較胞體或樹突低得多，故此處常是神經元發生衝動的起始部位。軸突起始段長約15～25μm，電鏡下見軸膜較厚，膜下有電子密度緻密層。
軸突內的物質運輸稱軸突輸送（axonal transport）。神經元胞體內新合成的微管、微絲和神經絲組成的網架緩慢地移向軸突終末（0.1～0.4mm／天），稱此為慢速輸送。另外還有一種快速雙向的軸突輸送（100～400mm／天）。軸膜更新所需的蛋白質、含神經遞質的小泡及合成遞質所需的酶等，由胞體輸向終末，稱快速順向軸突輸送。軸突終末代謝產物或由軸突終末攝取的物質（蛋白質、小分子物質或由鄰細胞產生的神經營養因子等）逆行輸向胞體，稱快速逆向軸突輸送（圖7－8）。某些微生物或毒素（如破傷風毒素、狂犬病毒）進入軸突終末，也可通過逆行性運輸迅速侵犯神經元胞體，新近的研究表明，微管在軸突輸送中起重要作用，微管與軸質中的動力蛋白（dynein）或激蛋白（kinesin）相互作用，可推動小泡向一定方向移動。此外微絲也與軸突輸送作用有關。
