En afferent neuron är en av miljontals celler som utgör en sensorisk nerv, ett kärl i det perifera nervsystemet. Länkade ände till ände i en enkelriktad kedja leder dessa celler en elektrisk signal känd som en nervimpuls från receptorer i kroppen längs nerven mot det centrala nervsystemet: ryggmärgen och hjärnan. Som nervsystemets mest grundläggande enhet är varje afferent neuron en enda cell som består av en soma, eller cellkropp, och ett axon och en dendrit, projektioner som överför nervimpulsen genom cellkroppen och vidare till nästa neuron. På så sätt skickar de information till det centrala nervsystemet om smärta, temperatur, muskelspänningar och annan sensorisk input, och den koordinerar sedan ett svar på denna information som skickas tillbaka ut till kroppen via efferenta eller motoriska neuroner.
Nervceller kan variera mycket i sin specifika struktur, men var och en innehåller en soma, en sfärisk cellkropp med en kärna inuti; ett enda axon, som sticker ut från cellkroppen som en svans och som kan vara mer än 1 meter (3 fot) eller endast 1 mikrometer (0.00003937 tum) i längd; och valfritt antal dendriter, som förgrenar sig från vardera änden av neuronen och fäster antingen till en intilliggande neuron eller till den kroppsvävnad som de innerverar. En afferent neuron har en soma, en kort axon och en enda lång dendrit. Axonet bär den elektriska impulsen bort från cellkroppen och pekar därför mot det centrala nervsystemet.
Denna elektriska signal färdas bara en kort sträcka från soma innan den når axonets slutpunkt, känd som axonterminalen, där den korsar gapet mellan intilliggande neuroner som kallas synapsen. På andra sidan av synapsen finns den mottagande dendriten från nästa afferenta neuron. Medan dendriterna i många av kroppens nervceller liknar trädgrenar och leder impulser genom ett nätverk av liknande celler istället för en enkelriktad kedja, tar den afferenta neurons dendrit helt enkelt emot sin signal och passerar den genom soma och längs axonet till nästa cell. Det gör det mycket snabbt på grund av närvaron av myelinskidan, ett mestadels fettlager som omger dendriten som gummihöljet runt en elektrisk sladd, vilket ökar fiberns ledningsförmåga.
Ett sådant system för signalöverföring tillåter information som huruvida en spis är varm eller om en muskel har sträckts till sin gräns för att nå centrala nervsystemet. I likhet med cirkulationssystemet där blodet cirkulerar genom hjärtat och lungorna, ut till kroppen och tillbaka, fungerar detta system av afferenta och efferenta nerver i en sluten slinga. Med andra ord, en nervimpuls som sänder information om vattentemperaturen färdas från sensoriska receptorer i fingertopparna, till exempel längs en afferent neuronväg uppför handen och armen. När den afferenta nerven når ryggmärgen nära nackbasen cirkulerar den genom ett nätverk av interneuroner som för den till det relevanta kontrollcentret i centrala nervsystemet. Ett svar koordineras snabbt och skickas ut via liknande efferenta vägar till musklerna i armen och bålen som är ansvariga för att rycka tillbaka handen om vattnet är för varmt.