Sel-sel saraf saling terhubung melalui ekstensi yang disebut akson, yang membentuk jaringan di dalam serabut saraf dan otak. Ini memanjang dari badan sel, atau soma, ke ujung di mana sinapsis menyampaikan sinyal listrik ke sel saraf lainnya. Degenerasi akson dapat terjadi sebagai akibat dari cedera atau penyakit. Jika cabang akson terputus, segmen yang terpisah biasanya rusak, bersama dengan bagian yang menempel di dekat lokasi patahnya. Protein tertentu mungkin terlibat dalam proses degenerasi akson, tetapi pada tahun 2011 tidak diketahui secara pasti yang mana atau bagaimana mereka melanjutkan pemecahan materi seluler.
Ketika akson yang terputus rusak, ini disebut degenerasi Wallerian. Proses ini pertama kali diamati pada tahun 1850-an, tetapi urutan peristiwa yang memicu proses tersebut masih belum jelas. Juga belum ada fungsi umum yang bisa diganggu untuk menghentikan akson mogok. Degenerasi akson biasanya dipengaruhi oleh tiga hal: dinamika internal sel, bagaimana neuron bereaksi terhadap cedera, dan proses molekuler selama degenerasi.
Bagian akson yang tersisa pada sel biasanya mengalami degenerasi sedikit setelah istirahat, tetapi dapat bertahan. Perubahan pada badan sel saraf memungkinkan fragmen akson dipecah. Cabang-cabang sel saraf dapat memanjang ribuan kali diameter sel. Akson dapat rusak dengan dipotong, dihancurkan, atau dibekukan, dan reaksi kimia juga dapat merusaknya. Sel saraf juga dapat mengalami kerusakan lebih lanjut setelah cedera ketika protein diaktifkan untuk merespons kerusakan awal.
Cedera dan berbagai penyakit saraf dapat menyebabkan degenerasi akson. Penyakit Alzheimer serta Penyakit Parkinson dapat berkembang karena banyak sel saraf kehilangan koneksinya. Kondisi seperti diabetes dan glaukoma sering menyebabkan efek fisik seperti itu pada sel saraf juga. Begitu juga efek neurologis dari kemoterapi. Cedera dapat melibatkan dampak langsung dan kekuatan lain pada saraf dan jaringan otak yang secara fisik dapat merobek akson.
Para peneliti telah menemukan bukti bahwa neuron dapat diprogram secara internal untuk degenerasi akson. Secara umum tidak diketahui bagaimana hal ini terjadi pada tingkat molekuler, tetapi para peneliti telah mengidentifikasi beberapa protein yang terlibat. Dengan mengganggu protein ini, degenerasi karena kemoterapi telah tertunda dalam penelitian. Ada pencarian yang sedang berlangsung, pada 2011, untuk menemukan metode umum degenerasi akson sehingga perawatan medis dapat mencegahnya dalam berbagai kasus.