Una vez liberados, los neurotransmisores se unirán a receptores postsinápticos metabotrópicos o asociados a canales iónicos. También pueden unirse a receptores presinápticos en el axón o a receptores somatodendríticos en el cuerpo neuronal. Estos receptores pueden ser homólogos (impactados por neurotransmisores liberados por la misma célula) o heterólogos (neurotransmisores liberados por otras células que cumplen funciones modulatorias). Finalmente pueden ser recapturados por proteínas transportadoras en la membrana presináptica, las cuales constan de 12 dominios transmembranales contectados por asas intra y extracelulares de aminoácidos.