Este capítulo discute la maquinaria molecular que dirige la fosforilación de proteínas y el papel crucial de la fosforilación de proteínas en la regulación de las funciones celulares y neuronales. La fosforilación de proteínas es la forma más abundante de regulación celular que organiza esencialmente todas las funciones celulares, incluyendo el metabolismo, la proliferación, la diferenciación, la motilidad y la supervivencia. Desde los organismos unicelulares primitivos hasta los organismos multicelulares complejos, este papel regulador central de la fosforilación de proteínas está conservado. Más de un tercio de todas las proteínas eucariotas están fosforiladas y cada clase de proteína está regulada por la fosforilación. La fosforilación de las proteínas suele inducir cambios conformacionales que afectan a su función. Tanto los estímulos extracelulares como los intracelulares suelen provocar patrones complejos de fosforilación de proteínas para producir sus efectos fisiológicos. En el capítulo también se ilustra un esquema general de las diversas vías a través de las cuales las señales extracelulares regulan la fosforilación de las proteínas y las funciones neuronales, junto con la discusión de las consecuencias del funcionamiento incorrecto de la maquinaria de fosforilación y su implicación en los trastornos neuronales.