Cấu tạo của synapse bao gồm ba phần chính: 1. Phần trước synapse (chùy synapse): Là phần cuối cùng của sợi trục phình to tạo thành, trong đó có bóng synapse chứa các chất trung gian hóa học khác nhau. Trên màng trước synapse còn có các kênh Ca2+. 2. Khe synapse: Là khoảng hở giữa màng trước synapse và màng sau synapse. 3. Phần sau synapse: Là màng sinh chất của neuron hoặc các tế bào khác, thường chứa enzyme đặc hiệu và thụ thể. Nhờ cấu trúc này, synapse có vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu giữa các nơron hoặc giữa nơron với các loại tế bào khác trong hệ thống thần kinh.