Akční potenciál je krátký elektrický impuls, který se šíří axonem neuronu. Je to základní signál, kterým nervové buňky komunikují na dálku.

V klidu je vnitřek axonu záporně nabitý vzhledem k vnějšímu. Když na axonální vršek dorazí dostatečný depolarizační stimul, otevřou se napěťově řízené sodíkové kanály, sodík se nahrne dovnitř a membránový potenciál se rychle obrátí. Téměř okamžitě se sodíkové kanály inaktivují a draslíkové kanály se otevřou, čímž se obnoví záporný vnitřek. Celá sekvence trvá přibližně milisekundu. Protože depolarizace v jednom bodě spustí stejnou sekvenci v dalším bodě, impuls se šíří bez ztráty síly až k axonálním zakončením.

Charakter akčního potenciálu typu „všechno, nebo nic“ znamená, že silnější podněty nevyvolávají větší hroty, ale častější hroty. Myelinové pochvy umožňují impulsu přeskakovat z uzlu do uzlu, což výrazně zvyšuje rychlost. Lokální anestetika fungují tak, že blokují sodíkové kanály, a tím brání vzniku akčního potenciálu.

Každá myšlenka, pocit a pohyb závisí na spolehlivém spuštění těchto drobných elektrochemických dějů.