Osłonka mielinowa powstaje, gdy poszczególne komórki rozszerzają błonę osocza wokół aksonów neuronów w sposób spiralny. W ośrodkowym układzie nerwowym nazywa się to komórkami oligodendrogleju, podczas gdy w obwodowym układzie nerwowym są nazywane komórkami Schwanna.
Osłonka mielinowa zapewnia izolację dla sygnałów elektrycznych podróżujących przez komórki nerwowe. Aby całkowicie zaizolować pojedynczy akson, potrzeba wielu komórek. Komórki te mają małe szczeliny między nimi, zwane węzłami Ranviera, które mają krytyczne znaczenie dla ich funkcji.
Izolacja, jaką zapewnia osłona mielinowa, nie jest taka sama jak izolacja wokół sztucznych przewodów elektrycznych. Te pochewki sprawiają, że sygnał elektrochemiczny poprzez aksony nerwowe porusza się szybciej, niż gdyby było inaczej. W włóknach nerwowych z osłonami mielinowymi sygnały poruszają się z prędkością proporcjonalną do średnicy włókna, podczas gdy w nie mielonych włóknach sygnały poruszają się z prędkością proporcjonalną do pierwiastka kwadratowego średnicy.
Osłonki mielin mają strukturę naprzemiennych warstw białek i lipidów. W obwodowym układzie nerwowym osłony mielinowe mogą tworzyć do 100 warstw. Komórki tworzące osłonki mają membrany komórkowe spłaszczone w kształcie łopaty, które toczą się wokół włókien nerwowych w sposób podobny do zwiniętego śpiwora.
