NMDA受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor)即为N-甲基-D-天冬氨酸受体，是离子型谷氨酸受体的一个亚型，分子结构复杂，药理学性质独特，不仅在神经系统发育过程中发挥重要的生理作用，如调节神经元的存活，调节神经元的树突、轴突结构发育及参与突触可塑性的形成等。而且对神经元回路的形成亦起着关键的作用，有资料表明NMDA受体是学习和记忆过程中一类至关重要的受体。通透K+,Na+,Ca2+,因此反转电位：0mV功能性的NMDA受体必须含有NR1亚单位，多个NR2亚单位与NR1共同形成四聚体（或五聚体）。NR1是构成离子通道的基本亚单位；NR2是调节亚单位，不同NR2组成的NMDA受体表现出不同的脑内分布与生理学特性。
NMDA受体是一种独特的双重门控通道(doubly gated channel)，它既受膜电位控制也受其它神经递质控制。NMDA受体被激活后，主要对Ca2+有通透性，介导持续、缓慢的去极化过程。在突触传递过程中，NMDA受体的激活需要非NMDA受体的参与，其中主要是AMPA受体(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate receptor)的参与。当刺激达到一定强度时，突触前膜释放的谷氨酸作用于AMPA受体，通过AMPA受体通道的离子流增强，使得邻近NMDA受体的突触后膜局部去极化，进而导致NMDA受体通道Mg2+阻断的释放，这时谷氨酸与NMDA受体的结合便可使通道打开。此外当有甘氨酸结合到甘氨酸结合位点时，通过变构调控可以大大增强谷氨酸作用于NMDA受体后所产生的效应，另外多聚胺可增强谷氨酸对NMDA受体的作用，而Zn2+却可以抑制多聚胺的这种作用。可见，NMDA受体的激活受多种因子的调控。对于是不是G蛋白偶联受体，从以上叙述看，应该有相关性的。一般认为，NMDA受体主要分布在神经细胞的突触后膜。在兴奋性神经元，NMDA受体主要分布在树突棘头的突触后膜，且主要分布在突触后致密区（postsynaptic density, PSD）。但近年来的研究显示，NMDA受体不仅存在于突触后膜，还存在于突触前膜。不仅分布于突触后致密区，还分布于PSD的周围或非突触胞膜上。研究发现，突触外NDMA受体的激活取决于多个条件，如神经元的位置与活性，胶质细胞上的转运体以及突触部位谷氨酸的溢出等。突触外存在NMDA 受体的典型例子是小脑星形细胞以及视网膜神经节细胞。
目前通过大鼠实验的研究表明，NMDA 受体主要分布在中枢系统中, 如大脑、脊髓NMDA受体在外周也有分布, 如NR3B主要在运动神经元处表达, 而外周NMDA受体在面部肌肉痛感以及水肿形成中起到了很重要的作用。
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