جهد الفعل هو نبضة كهربائية قصيرة تنتقل على طول محور العصبون. وهو الإشارة الأساسية التي تتواصل بها الخلايا العصبية عبر المسافات.

في حالة الراحة، يكون باطن المحور العصبي سالب الشحنة مقارنةً بخارجه. عند وصول محفز كافٍ لإزالة الاستقطاب إلى تلة المحور، تُفتح قنوات الصوديوم ذات البوابات الفولتية، ويتدفق الصوديوم إلى الداخل، وينعكس جهد الغشاء بسرعة. بعد ذلك مباشرةً، تُعطَّل قنوات الصوديوم وتُفتح قنوات البوتاسيوم، مما يُعيد الشحنة السالبة إلى باطن المحور. تستغرق هذه العملية برمتها حوالي جزء من الألف من الثانية. ولأن إزالة الاستقطاب في نقطة ما تُحفِّز نفس العملية في النقطة التالية، فإن النبضة تنتشر دون أن تفقد قوتها حتى تصل إلى نهايات المحور العصبي.

إن طبيعة جهد الفعل، التي تتسم بالشمولية أو العدمية، تعني أن المحفزات الأقوى لا تُنتج نبضات أكبر، بل تُنتج نبضات أكثر تكرارًا. تسمح أغلفة الميالين بانتقال النبضة من عقدة إلى أخرى، مما يزيد من سرعتها بشكل كبير. تعمل المخدرات الموضعية عن طريق حجب قنوات الصوديوم، وبالتالي منع تكوّن جهد الفعل.

كل فكرة، وإحساس، وحركة تعتمد على الإطلاق الموثوق لهذه الأحداث الكهروكيميائية الصغيرة.