La degeneración Walleriana es un proceso que resulta cuando una fibra nerviosa es cortada o aplastada, en donde la parte del axón separada del cuerpo celular de la neurona se degenera de manera distal a la herida.[1]​ También se le conoce como degeneración anterógrada  u ortógrada. Un proceso relacionado conocido como 'degeneración tipo-Walleriana' ocurre en muchas enfermedades neurodegenerativas, especialmente en aquellas donde el transporte axonal se ve dañado.[2]​ Estudios en cultivos primarios sugieren que la falla en la administración de cantidades suficientes de la proteína axonal esencial NMAT2 es clave en la iniciación del evento.[3]​
La degeneración Walleriana ocurre después de una lesión axonal en ambos sistemas, el sistema nervioso periférico (SNP) y el sistema nervioso central (SNC). Ocurre en el muñón del axón de manera distal al sitio de lesión y usualmente empieza entre las 24-36 horas de la lesión. Antes de la degeneración, los muñones distales axonales tienden a permanecer excitables a electricidad. Después de la lesión, el esqueleto axonal se desintegra y la membrana axonal se rompe. La degradación es seguida por una degradación de las láminas de mielina y la infiltración por macrófagos. Los macrófagos acompañados por células de Schwann, sirven para liberar los escombros de la degeneración.[4]​[5]​
Las fibras nerviosas neurilema no se degenera y permanece como un tubo hueco. Dentro de 4 días de la lesión, el fin distal de la porción de la fibra nerviosa proximal a la lesión envía brotes hacia aquellos tubos y estos brotes se pegan mediante factores de crecimiento producidos por células de Schwann en los tubos. Si un brote llega a un tubo, crece hacia él y avanza 1 mm por día, alcanzando finalmente y reinervando el tejido meta. Pueden no llegar a un tubo, debido a que una brecha es muy amplia o debido a la formación de tejido de cicatrización. Esta regeneración es mucho más lenta en la médula espinal que en el SNP. Las diferencias cruciales es que en e SNC, incluyendo a la médula espinal, las láminas de mielina son producidas por oligodendrocitos y no por células de Schwann.