Potențialul de acțiune este generat în canalele de ioni cu tensiune care sunt prezente în membrana plasmatică a unei celule. Aceste canale ionice sunt activate de modificările potențialului electric al membranei în apropierea canalului.
Atunci când un eveniment extern cauzează potențialul electric al membranei să crească și să se depolarizeze, canalele de ioni cu tensiune variază în deschidere și provoacă un influx de ioni de sodiu în axon. Aceasta determină în cele din urmă depolarizarea membranei și inversarea polarității electrice a membranei. Ulterior, canalele de sodiu se închid și canalele de potasiu se deschid, rezultând un exod de ioni de potasiu din axon și depolarizarea axonului. Acest întreg proces de creștere și scădere potențială se numește potențial de acțiune.
