Zellen lassen sich anhand verschiedener Merkmale klassifizieren. Eine Möglichkeit der Klassifizierung von Neuronen besteht darin, sie anhand der Gesamtzahl ihrer Neurite (Axone und Dendriten, die vom Soma entspringen) einzuordnen. Es handelt sich demnach um eine morphologische Differenzierung (Abbildung 5).
Unipolare Nervenzellen besitzen nur einen primären Fortsatz. Dieser kann sich verzweigen, wobei er ein primäres Axon mit Kollateralen bildet und dementsprechend andere Verzweigungen eine dendritische (d. h. empfangende) Funktion übernehmen können. Unipolare Nervenzellen besitzen aber keine vom Soma ausgehenden Dendriten. Sie dominieren im Nervensystem von wirbellosen Tieren.
Aus bipolaren Nervenzellen entspringen zwei Fortsätze – ein Dendrit und ein Axon, die sich im Verlauf verzweigen können. Bipolare Zellen kommen hauptsächlich in den Sinnesorganen vor. Als spezialisierte Sensorneuronen sind sie für die Vermittlung bestimmter Sinnesreize zuständig. Sie sind Teil der Informationsübertragung für Geruchssinn, Sehsinn, Geschmackssinn, Tastsinn, Gehör und Gleichgewichtssinn. Im Gesamten betrachtet kommen sie nur sehr selten vor, am häufigsten als zweites Neuron (Bipolarzellen) in der Netzhaut.
Multipolare Nervenzellen besitzen mehr als zwei Fortsätze – ein Axon und mehrere Dendriten. Im Nervensystem von Wirbeltieren sind die meisten Nervenzellen multipolar. Sie unterscheiden sich stark in Größe und Aussehen, sodass es verschiedene Arten des multipolaren Typus gibt.
Abhängig vom Erscheinungsbild tragen die multipolaren Zellen häufig spezifische Namen. Zu den wichtigsten Vertretern im Gehirn gehören z. B. die Pyramidenzellen (Großhirnrinde), die Purkinjezellen (Kleinhirnrinde) oder die Körnerzellen.
Weiterhin können Neurone auch funktional klassifiziert werden. Sensorische Nervenzellen empfangen Informationen aus der internen und externen Umwelt und leiten die Signale an das ZNS weiter. Häufig handelt es sich hier um einen unipolaren oder bipolaren Typ. Klassische Beispiele sind die Zellen der Netzhaut oder Sinneszellen der Haut. Motorische Neurone (Motoneurone) innervieren über die motorische Endplatte die Muskulatur. Bei den meisten Nervenzellen handelt es sich um sogenannte Interneurone (Schaltneurone), die lediglich mit anderen Nervenzellen verknüpft sind und der Ausbreitung und Modulation einer Erregung dienen (z. B. Körnerzellen). Dabei agieren sie ausschließlich innerhalb des Areals in dem ihre Zellkörper liegen. Davon abgegrenzt werden die Projektionsneurone, die besonders lange Axone aufweisen, um in weit entfernte Regionen des ZNS zu reichen (z. B. Pyramidenzellen). Die Projektionsneurone sind demnach mit weiter entfernten Zellen verknüpft, die in anderen Arealen als ihre Somata liegen.
