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神经元内各区之间的物质转运和分布以轴突转运的形式进行。通常在胞体合成的物质，通过胞体与末梢之间的顺向转运（anterograde transport）过程转运到末梢。末梢吸收或可重新利用的物质，通过由末梢到胞体的逆向转运（retrograde transport）过程转运到胞体。不同方向的顺向或逆转运，其本身的速率快慢不一，不同速率的转运其转运的物质成分亦有所区别。
轴突转运（axonal transport）的速率可以快到300～400mm/d，慢到0.2～1mm/d。快速转运的成分主要是与膜有关的物质，而大多数慢速转运的成分则为可溶性成分。用聚丙烯酰胺凝胶（polyacrylamide gel）电泳分析沿轴突转运的标记多肽时发现，从胞体向外周转运的物质可区分5种速率，每一速率成分为一类多肽。根据每一速率成分有关的多肽鉴定的结果，提出结构假说（structural hypothesis），对轴突转运作出新的说明。结构假说认为，沿轴突转运的乃是各种不同的亚细胞结构而不是个别的分子（表1-5-1）。快速率成分只是包裹在囊泡、线粒体等膜性亚细胞器内或含于这些亚细胞器管腔内的蛋白质。慢速率成分则为构成微管、微丝等细胞骨架的蛋白质或与细胞骨架有联系的蛋白质。尽管这5种不同速率的成分已经鉴定清楚，但原来的快速（fast transport）与慢速转运（slow transport）分类概念依然有用。所有与膜有联系的蛋白质均作为快速转运成分在运动，而胞质蛋白质则作为慢速转运成分在运动。
表1-5-1 轴突转运的主要速率成分
快速转运的物质，包括膜蛋白与分泌蛋白以及膜磷脂、胆固醇和神经节苷脂，它们虽只构成转运物质总量的一小部分，但却需要利用轴突转运能量总量的相当大的一部分。根据结构假说可以推测，这种转运是通过将快速转运的物质包装到细胞器内来完成的，而不是单纯地作为特异的分子来转运。顺、逆向快速转运在这一点上是共同的。两者的转运速率也相近，最快的逆向转运速率几乎达到顺向转运的速率。
电镜检查表明，顺、逆向快速转运之间的主要区别是它们转运的细胞器的性质。顺向转运的细胞器主要是囊胞和囊胞小管构造，大小恒定，直径相当于50～80nm，而逆向转运的细胞器则较大，大小及形态均变化多端，直径从100～500nm不等。有一种逆向转运的细胞器属多囊胞性小体，在一个管腔内含有无数的囊胞。实际上，所有经逆向转运的细胞器均酷似溶酶体样或前溶酶体样构造。
逆向转运除向胞体转运经过重新环化的突触前末梢囊泡外，也能转运末梢摄取的外源性物质，这是逆向转运的另一重要特点。借助逆向转运，神经生长因子以及其他神经营养物质可以到达其各自神经元内的作用部位。神经毒和病毒也可经逆向转运进入神经系统。HRP、铁蛋白（ferritin）以及各种荧光素或放射标记的凝集素等实验用大分子，也可通过逆向转运，追踪神经通路。许多这类大分子在突触前膜与膜表面的糖蛋白结合并最后到达胞体。
快速转运看来是一种连续的活动，与刺激无关。然而在刺激神经的条件下，蛋白质合成增加，快速转运蛋白质增多，虽不改变转运速率，但快速转运系统的能力可增高。快速转运还对轴突的功能状态发生反应。神经切断初期和神经再生时，快速转运均可出现相应的特异变化，许多转运蛋白质可增多数倍，一小部分与生长有关的蛋白质（growth-associated protein，GAP），其酸性快速转运蛋白质可增加100倍。GAP与生长锥的生长和突触末梢形成有关。一旦突触接触形成之后，GAP即下调，但至少有一种GAP仍继续参与成熟神经的突触调制。
通过凝胶电泳与放射线自显影技术，已观察到3种速率显著不同的慢速转运成分（表1-5-1）。最慢的一种称为慢成分a（slow-component a，SCa），以0.01～1mm/d的速率运动，50%～80%只有5个多肽，其中两种已被鉴定为α和β微管蛋白，余下的3种多肽（200kD，145kD和68kD）是细胞骨架结构的亚单位。对于慢速转运中速率最快的（fast-component，FC）多肽，目前了解甚少。慢成分b（slow-component b，SCb），以2～4mm/d运动，成分相当复杂，包括肌纤蛋白（actin）、笼形蛋白、血影蛋白（spectrin）以及酶类等200种以上不同的多肽或蛋白质。