En aktionspotential är en kort elektrisk puls som färdas längs en neurons axon, vilket gör att neuronen kan kommunicera med andra celler. Aktionspotentialen orsakas av rörelsen av natrium- och kaliumjoner över neuronmembranet. När en neuron är i vila är insidan av membranet negativ jämfört med utsidan. Detta beror på det faktum att det finns fler natriumjoner utanför cellen än det finns inuti cellen, och vice versa för kaliumjoner. När en aktionspotential utlöses öppnas natriumkanalerna i membranet, vilket gör att natriumjoner kan rusa in i cellen. Detta gör att membranets insida blir positiv, vilket i sin tur gör att kaliumkanalerna öppnas. Kaliumjoner rusar sedan ut ur cellen och återställer den negativa laddningen inuti membranet. Aktionspotentialen går sedan ner i axonet och upprepar denna process tills den når synapsen. Vid synapsen orsakar aktionspotentialen frisättningen av signalsubstanser, som är kemiska budbärare som överför signalen till andra celler.
