人类生理学研究人员早就知道，单个神经细胞，也称为神经元，是少数具有再生和自我修复能力的细胞之一。神经细胞通过一种称为轴突的长长的结构突起来传递电信号。当轴突受到损伤并完全切断时，它开始再生并向先前切断的另一端生长。到了21世纪之交，人们对这一过程已经了解了很多，但由于确切机制的科学确定性有限，研究人员将这一狭隘的研究领域称为轴突导向。。

神经细胞可以描述为有三个部分。细胞的主体，称为胞体，有许多小的分支突起，称为树突，它们接收电信号的化学特征。为了传递这个信号，胞体产生一个电荷，沿着另一个奇异的突起，即轴突，产生脉冲。无论是控制肌肉运动的运动神经元，还是检测皮肤瘙痒的感觉神经元，一个显微镜下很薄的轴突都可以从脚趾延伸到脊椎底部。轴突引导的基本问题是神经生长、主动伸长的轴突如何找到正确、极其精确的终末位置。。

由于每个细胞都包含相同的基因指令集，因此认为一个细胞是内部预编程的错误猜测被否定了。结论是轴突归巢的一定是外部信号，很可能是化学信号。因此，生长中的轴突顶端必须含有识别信号的受体。研究人员认为，这是轴突引导的主要驱动因素之一。

正在生长或再生的轴突尖端称为生长锥。这被发现会发展出不寻常的非常小的突起，称为丝状突起，与周围组织接触。他们正在寻找一种称为细胞粘附分子的化学物质，这种化学物质主要存在于某些组织的细胞壁上，它们向轴突发出信号，让轴突粘附在这个部位并继续寻找。在这样的指导下，再生轴突每天可以生长0.08-0.2英寸（2-5毫米）。

研究人员发现，每一种丝虫不仅会被某些化学物质吸引，还会被其他化学物质排斥。检测到这些化学物质会加快或减慢轴突的生长速度，因此每个丝状体的相对检测会导致不对称生长。轴突被化学引导以逐渐纠正的方向生长。然而，这种轴突导向模型的一个困难是，研究人员正在对生长锥反应的许多生物化学物质进行编目。。

很自然，胚胎学或有机体早期发育的研究与轴突导向的研究交叉。从观察鸡和青蛙的卵中得出的一种理论认为轴突是根据空间地形生长的。来自附近大量神经细胞的化学信号的相对分散，就像一种磁性排列，组织轴突的生长方向。另一种理论指出，大多数复杂动物的双侧对称性使得轴突必须遇到决策点，称为交叉点，以将轴突指向完全特定的方向，如右侧或左侧。有证据表明，某些类型的细胞被称为路标细胞，其中包括具有这种作用的其他生长中的神经细胞。。

人类的神经系统可细分为中枢神经系统，包括大脑和脊髓，以及遍布全身的周围神经系统。关于大脑和脊髓的神经细胞是如何再生和修复的，还有很多需要了解。据推测，更好地理解更容易观察到的周围神经再生过程将有助于脑和脊髓损伤的潜在治疗。