Aksonin kasvulla ja siihen vaikuttavilla tekijöillä on merkittävä rooli aivojen piirien määrittämisessä. Molekyyligradientit ja pitoisuudet sekä ampumakuviot auttavat määrittämään aksonin kasvun suunnan ja sen, missä aksoni muodostaa synapsinsa. Tieteellisessä yhteisössä on meneillään merkittävä ponnistus luetteloida ja luoda kattava katsaus kaikista aksonikasvua määrittävistä tekijöistä. Aksonin kasvuprosessi ja siihen liittyvä synapsinmuodostus ohjaavat, mitkä aivojen solut kommunikoivat suoraan keskenään ja miten tietoja käsitellään.
Semaforiinit ja pleksiinit ovat aivoissa ilmaistujen molekyylien luokkia. Ne voivat ilmentyä joko ligandeina solupinnoilla tai vapaasti kelluvina vapautuneina molekyyleinä, muodostaen molekyylitiheysgradientteja aivoissa. Tietyillä pitoisuuksilla heillä on kyky houkutella tiettyjen solutyyppien aksoneja kasvamaan niitä kohti, ja muilla pitoisuuksilla heillä on kyky toimia hylkivinä aineina. Tämän ansiosta ne voivat toimia oppaina aksonien kasvuvaiheissa, mutta välttää yksinkertaisesti kaikkien paikallisten aksonien vetämistä kasvamaan kohti solua, joka vapauttaa molekyyliopastusmolekyylejä.
On vielä muita aksonikasvuyhdistyksiä, jotka ilmaistaan sanonnassa “solut, jotka sytyttävät toisiaan, lankaavat yhteen”. Toisin sanoen tiettyjen luokkatyyppien soluilla tai soluilla, jotka käsittelevät tiettyä tietoluokkaa, on määritetty todennäköisyys muodostaa synapsit muiden solujen kanssa hermopiirimotiiveissa. Tämä ilmiö luo aivoihin toistuvia piirikuvioita, joiden avulla tutkijat voivat auttaa ymmärtämään, miten aivot käsittelevät tietoa.
Hyvin alkuvaiheessa solujen kehityksessä neuronilla on monia erilaistumattomia neuriitteja. Nämä solun somaattiset prosessit pysyvät määrittämättöminä, kunnes ilmenee tiettyjä olosuhteita, kuten kosketus muihin lähellä oleviin soluihin tai altistuminen tietyille molekyyleille tai kasvutekijöille, jotka aiheuttavat erilaistumista, jolloin yhdestä neuriitista tulee aksoni ja loput solioma -alueen neuriitit kehittyvät dendriiteinä. Kun tämä tapahtuu, neuriitti, josta tulee aksoni, alkaa pidentyä ja kehittää aksonin kaltaisia ominaisuuksia. Näihin ominaisuuksiin kuuluu dendriittisten piikkien puute, ohuempi ulkonäkö kuin muilla neuriiteilla ja tavalliset terminaaliset arborisaatiot.
Aivojen kehityksen aikana aksoneilla on myös taipumus kasvaa suuntiin, jotka myöhemmin karsitaan pois, kun organismi kypsyy. Tätä pidetään evoluution takaiskuina, koska näitä syötteitä on joskus käytetty, mutta ei enää, paljon samalla tavalla kuin ihmisen sikiö kehittää hännän, mutta tämä ominaisuus katoaa pian. Vaikka saattaa tuntua tarpeettomalta, että aksonin kasvu kehittyy vain, jos se leikataan jatkuvasti, on otettava huomioon monet tekijät, jotka ovat määrittäneet hermopiirin muodon. Pienellä näennäisellä redundanssilla kehityksessä voi olla omia käyttötarkoituksiaan, jotka ovat tällä hetkellä tieteellisen käsityksen ulkopuolella.