Fungsi neuron motorik adalah membawa sinyal listrik ke otot, memicunya untuk berkontraksi atau berelaksasi. Pada hewan vertebrata, termasuk manusia, pergerakan struktur rangka internal yang diartikulasikan dimungkinkan dengan mengoordinasikan kontraksi banyak otot yang melekat padanya. Hanya otak yang mampu melakukan koordinasi kompleks ini, dan sinyal listrik bisa dibilang satu-satunya cara yang cukup cepat untuk menyampaikan instruksinya ke otot-otot yang terlempar jauh. Media pengirimannya adalah sel yang dapat dirangsang secara elektrik yang disebut neuron.
Neuron motorik, kadang-kadang digabungkan menjadi istilah tunggal motoneuron, adalah sel saraf. Struktur dasarnya meliputi reseptor di satu ujung dan pemancar di ujung lainnya, dihubungkan oleh badan memanjang yang disebut akson, beberapa di antaranya bisa mencapai panjang 39 inci (1m) pada manusia. Rantai sel saraf, ujung ke ujung, dibundel menjadi serabut saraf yang mencapai dari otak ke otot jari dan selanjutnya.
Sistem saraf manusia terdiri dari jaringan percabangan serabut saraf yang menyebar ke seluruh tubuh dan sistem saraf pusat, yaitu otak dan sumsum tulang belakang. Semuanya terbuat dari berbagai neuron khusus. Neuron motorik ditentukan oleh fungsi eferennya: ia membawa sinyal menjauh dari sistem saraf pusat. Sebaliknya, saraf aferen yang membawa sinyal menuju sumsum tulang belakang dan otak disebut neuron sensorik. Tidak semua gerakan motorik diperintahkan dan dikendalikan oleh otak; refleks sentakan lutut otomatis, misalnya, berasal dari sumsum tulang belakang ke otot paha.
Perlu juga dicatat bahwa ada jenis otot lain selain bundel panjang dan lurik yang melekat pada kerangka. Otot jantung jantung terspesialisasi untuk berkontraksi secara berirama. Otot polos, seperti yang mendorong makanan melalui saluran pencernaan, terspesialisasi untuk berkontraksi secara seragam sesuai dengan berbagai bentuknya, seperti sfingter dan tabung. Meskipun ini sebagian besar merupakan aktivitas otot yang tidak disengaja, mereka tetap berada di bawah perintah pengaturan otak, yang dikirim melalui neuron motorik. Mereka yang mengontrol otot rangka sukarela disebut somatik; otot jantung dan otot polos dikendalikan oleh neuron motorik yang disebut viseral.
Manusia tidak dapat diisi ulang dengan stopkontak listrik AC, jadi tugas neuron motorik adalah menciptakan listrik dan mengirimkan muatan ke neuron berikutnya, dan selanjutnya, sampai neuron terminal melepaskan listrik ke jaringan otot. Hal ini dicapai melalui sinyal kimia. Pada ujung reseptornya, dan pada tingkat yang lebih rendah ujung transmisinya, sel saraf memanjangkan jaringan filamen yang disebut dendrit yang membuat kontak dengan neuron yang berdampingan. Membran seluler mereka memiliki saluran molekuler yang melaluinya perbandingan konsentrasi intraseluler versus ekstraseluler dari elemen ionik, atau bermuatan, termasuk kalium, dibuat. Ketika perbedaan mencapai titik kritis, sel menghasilkan pulsa listrik yang disebut potensial aksi yang mempercepat aksonnya dan mengaktifkan dendrit terminalnya.
Stimulasi listrik dendrit melepaskan neurotransmitter kimia yang disebut asetilkolin yang menjembatani celah mikroskopis antara dua neuron yang terhubung, serta celah antara sel saraf dan sel otot. Kelas senyawa yang disebut noradrenalin adalah neurotransmitter lain yang dikenal. Akibatnya, senyawa ini membuka saluran ion yang memungkinkan sel untuk mengukur perbedaan muatan dan memutuskan apakah akan menembakkan pulsa listriknya sendiri lebih jauh ke dalam sistem saraf. Sel-sel otot rangka diujungnya dengan reseptor asetilkolin yang aktivasi positifnya menginduksi kontraksi pernapasan sel.
Fungsi neuron motorik sangat sesuai dengan fungsi otot. Sinyal listrik yang mereka pancarkan bisa positif atau negatif. Otot juga memiliki keadaan biner — berkontraksi atau rileks.