Per essere considerata neurotrasmettitore, una molecola deve rispettare i seguenti tre criteri:
1) deve essere sintetizzata e immagazzinata nel neurone presinaptico;
2) deve essere rilasciata dal terminale assonico presinaptico dopo la stimolazione;
3) deve produrre una risposta nel neurone postsinaptico che imiti la risposta prodotta dal rilascio del neurotrasmettitore dal neurone presinaptico.