Ciało komórki nerwowej (perykarion) zawiera typowe organelle komórki zwierzęcej: jądro komórkowe, gładkie i szorstkie retikulum endoplazmatyczne, cytoszkielet (mikrotubule, mikrofilamenty, a także filamenty pośrednie, które w przypadku neuronów są często nazywane neurofilamentami), mitochondria, aparat Golgiego oraz rybosomy.
Cechą charakterystyczną komórek nerwowych jest występowanie ziarnistości Nissla – gęsto pokrytych rybosomami struktur tworzonych przez szorstkie retikulum endoplazmatyczne. Ich obecność odzwierciedla zdolność neuronów do utrzymywania szybkiego tempa syntezy białek, która zachodzi właśnie w rybosomach.
Skład organelli we wnętrzu dendrytów jest podobny do tego w perykarionie, natomiast we wnętrzu aksonu brak jest szorstkiego retikulum endoplazmatycznego i rybosomów, co oznacza że wszystkie znajdujące się w nim białka muszą być syntetyzowane w ciele komórki i przetransportowane wzdłuż aksonu. Transport białek z ciała komórki do zakończeń aksonów nazywany jest transportem aksonalnym. Zsyntetyzowane w ciele komórki białka są zamykane w specjalnych pęcherzykach i wędrują wzdłuż leżących w aksonie mikrotubuli dzięki białkom motorycznym zwanym kinezynami, które energię do generowania ruchu pozyskują z ATP.