Chemický posel uvolňovaný z presynaptického zakončení do synapse, který překlene synaptickou štěrbinu a po navázání na receptory na postsynaptické membráně změní činnost cílové buňky. Tím umožňuje pokračování nervového signálu, nebo vyvolá odpověď v efektoru, například stažení svalu či zvýšení sekrece žlázy. Podle toho, jak ovlivní membránový potenciál a iontové kanály, může působit budivě, případně tlumivě, u některých látek je účinek závislý na typu receptoru. Mezi běžné zástupce patří acetylcholin, noradrenalin, dopamin, glutamát nebo GABA, kyselina gama-aminomáselná, a také různé neuropeptidy. Část těchto mediátorů má zároveň hormonální roli, může se vyskytovat i mimo nervovou tkáň, třeba v zažívacím traktu, a je propojena i s regulací imunity. Nerovnováha v jejich tvorbě, uvolňování nebo odbourávání se podílí na vzniku mnoha neurologických a psychiatrických onemocnění, například u Parkinsonovy nemoci nebo poruch nálady. Označuje se také jako neuromediátor.