Một tế bào thần kinh không phát xung mỗi khi nhận được tín hiệu đầu vào. Chỉ khi điện thế màng tại gò sợi trục đạt đến một giá trị tới hạn—thường vào khoảng -55 mV—thì các kênh natri phụ thuộc điện thế mới mở ra một cách tự động và tạo ra điện thế hoạt động. Giá trị tới hạn đó chính là ngưỡng kích thích.

Các tín hiệu dưới ngưỡng tạo ra sự khử cực cục bộ và giảm dần; các tín hiệu trên ngưỡng kích hoạt xung điện hoàn chỉnh. Ngưỡng không hoàn toàn cố định: nó có thể thay đổi tùy thuộc vào hoạt động gần đây, điều biến thần kinh, hoặc thay đổi mật độ kênh và điện thế nghỉ. Khái niệm này cũng áp dụng ở cấp độ hệ thống—đến cường độ kích thích cần thiết để tạo ra nhận thức hoặc phản ứng hành vi.

Hiểu rõ ngưỡng kích thích là điều cần thiết để giải thích sự tích hợp thần kinh và thiết kế các kích thích trong thí nghiệm. Thuốc và độc tố làm thay đổi ngưỡng kích thích sẽ làm thay đổi khả năng kích thích và có thể có tác dụng điều trị hoặc gây bệnh. Trong sinh lý thần kinh lâm sàng, các phép đo liên quan đến ngưỡng kích thích giúp xác định đặc điểm của các rối loạn thần kinh và cơ.

• Điện thế màng tới hạn để kích hoạt
• Thông thường, điện thế ở vùng đồi trục thần kinh xấp xỉ -55 mV.
• Phân tách tín hiệu dưới ngưỡng và tín hiệu trên ngưỡng.
• Có thể được điều chỉnh bởi kinh nghiệm và các chất điều hòa thần kinh.