Ένα δυναμικό δράσης είναι ένας σύντομος ηλεκτρικός παλμός που ταξιδεύει κατά μήκος του άξονα ενός νευρώνα. Είναι το θεμελιώδες σήμα με το οποίο τα νευρικά κύτταρα επικοινωνούν σε απόσταση.

Σε ηρεμία, το εσωτερικό του νευράξονα είναι αρνητικά φορτισμένο σε σχέση με το εξωτερικό. Όταν ένα επαρκές αποπολωτικό ερέθισμα φτάσει στον άξονα, τα κανάλια νατρίου που ελέγχονται από την τάση ανοίγουν, το νάτριο εισέρχεται ορμητικά και το δυναμικό της μεμβράνης αντιστρέφεται γρήγορα. Σχεδόν αμέσως τα κανάλια νατρίου απενεργοποιούνται και τα κανάλια καλίου ανοίγουν, αποκαθιστώντας το αρνητικό εσωτερικό. Ολόκληρη η ακολουθία διαρκεί περίπου ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου. Επειδή η αποπόλωση σε ένα σημείο ενεργοποιεί την ίδια ακολουθία στο επόμενο σημείο, η ώθηση διαδίδεται χωρίς να χάσει ισχύ μέχρι τα άκρα του νευράξονα.

Ο χαρακτήρας «όλα ή τίποτα» του δυναμικού δράσης σημαίνει ότι τα ισχυρότερα ερεθίσματα δεν παράγουν μεγαλύτερες αιχμές. Παράγουν συχνότερες αιχμές. Τα έλυτρα μυελίνης επιτρέπουν στο ερέθισμα να μεταπηδά από κόμβο σε κόμβο, αυξάνοντας σημαντικά την ταχύτητα. Τα τοπικά αναισθητικά δρουν μπλοκάροντας τα κανάλια νατρίου και εμποδίζοντας έτσι τον σχηματισμό του δυναμικού δράσης.

Κάθε σκέψη, αίσθηση και κίνηση εξαρτάται από την αξιόπιστη πυροδότηση αυτών των μικροσκοπικών ηλεκτροχημικών γεγονότων.