Fyziologickým základom činnosti nervového tkaniva je schopnosť vytvárať a viesť vzruchy. Základnou stavebnou a funkčnou jednotkou nervového tkaniva je neurón. Neuróny sa zvyčajne vzájomne prepájajú (dotýkajú sa) v miestach, ktoré nazývame synapsy, a vytvárajú zložité reťazce (siete), napájajú sa na výkonné orgány (svaly) alebo spájajú prijímače (receptory, zmysly) s ústredným nervstvom. Neurón sa skladá z vlastného tela nervovej bunky a z výbežkov. Výbežky sú dvojaké -axóny a dendrity. Axón vedie odstredivo, napr. od bunky k svalu. Tento výbežok je zvyčajne veľmi dlhý. Dendrity sú krátke výbežky vedúce dostredivo, napr. od receptora k telu bunky. Základná stavba nervovej bunky a výbežkov zodpovedá stavbe väčšiny buniek iných tkanív. Nervové bunky majú napríklad rovnaké organely ako bunky tvoriace povrchovú vrstvu žalúdkovej sliznice. V cytoplazme neurónov prebieha výdatná tvorba bielkovín dosahujúca až úroveň žľazových buniek.

Výbežky nervových buniek sú vydutinami tela bunky. Povrch majú preto pokrytý cytoplazmatickou membránou a vyplnené sú cytoplazmou s bunkovými organelami. Tvoria tzv. nervové vlákna. Povrch niektorých výbežkov nervových buniek je pokrytý myelínovou pošvou. Vodivosť nervových vláken závisí od hrúbky myelínovej pošvy. Čím je vlákno a jeho myelínová pošva hrubšia, tým rýchlejšie vedie vzruchy.
v okolí nervových výbežkov v centrálnom nervovom systéme sú bunky tvoriace akési výplňové väzivo nervového tkaniva -gliové bunky. Tieto bunky vytvárajú vhodné prostredie pre činnosť nervových buniek. Okrem podpornej funkcie zabezpečujú výživu nervových buniek, tvoria obaly okolo nervov a niektoré gliové bunky sú schopné i fagocytovať cudzorodé látky, teda majú v nervovom tkanive aj och.