Todas las neuronas de la materia gris de la médula espinal son multipolares, y dependiendo del destino de su axón se pueden dividir en:
A) Neuronas eferentes. Envían axones por la raíz ventral. Sus cuerpos celulares están en el cuerno ventral (eferentes somáticas), o en la sustancia intermedia (eferentes viscerales).
- Eferentes somáticas (SE): pueden ser:
-neuronas alfa motoras, que inervan fibras del músculo esquelético, formando la unidad motora.
- neuronas gamma motoras, que inervan las fibras intrafusales del músculo.
Eferentes viscerales (VE): son neuronas preganglionares simpáticas o parasimpáticas.
B) Neuronas de proyección. Envían axones a la materia blanca para viajar hasta el encéfalo o hacia partes más distales de la médula. Los axones forman tractos asociados con vías espinales ascendentes. Estas neuronas pueden responder específicamente a estímulos medios (térmicos o mecánicos) o a estímulos fuertes. Sin embargo muchas neuronas de proyección responden no específicamente a ambos estímulos (medios y fuertes), siendo su función la de mantener la alerta. Otras neuronas de proyección responden solamente a estímulos somáticos (exteroceptores o propioceptores), mientras que otras responden a estímulos somáticos y a estímulos viscerales, siendo éstas últimas las que causan el dolor referido.
C) Interneuronas. Tienen axones que comunican con neuronas de la misma materia gris, interponiéndose entre las órdenes provenientes del encéfalo o de los nervios periféricos y las neuronas eferentes, estableciendo circuitos locales, causantes de los reflejos espinales.