Neuropeptiidide avastamine pärineb 20. sajandi keskpaigast; biokeemia ja molekulaarbioloogia tehnikate kiire arenguga on teadlased järk-järgult paljastanud nende pisikeste molekulide olemuse. Erinevalt traditsioonilistest neurotransmitteritest (nagu atsetüülkoliin ja dopamiin) koosnevad neuropeptiidid tavaliselt kümnetest kuni sadadest aminohapetest, mis on omavahel seotud peptiidsidemetega, omades seeläbi suuremat molekulaarset keerukust ja spetsiifilisust. Neid ei leidu mitte ainult närvisüsteemis, vaid ka laialdaselt jaotunud sisesekretsiooninäärmetes ja immuunrakkudes, hõlbustades signaali edastamist nii pikkadel kui ka lühikestel vahemaadel vereringe või lokaalse difusiooni kaudu.
Neuropeptiidide toimemehhanism hõlmab keerulisi signaaliülekandevõrke. Esmalt seostuvad nad sihtrakkude pinnal olevate spetsiifiliste retseptoritega, käivitades rea rakusisest signaaliülekandekaskaade, mis lõpuks moduleerivad geeniekspressiooni, valgusünteesi või ioonikanali aktiivsust, võimaldades seeläbi täpselt reguleerida raku funktsioone ja kogu organismi füsioloogilist seisundit. See protsess ei näita mitte ainult organismi suurt kohanemisvõimet sise- ja väliskeskkonna muutustega, vaid rõhutab ka neuropeptiidide keskset rolli füsioloogilise homöostaasi säilitamisel.
