在靜止狀態下，神經元內部相對於外部帶負電荷。當帶正電荷的離子進入或帶負電荷的離子離開時，這種電壓差會減少。這種現象稱為膜去極化。

輕微的去極化可以打開電壓門控鈉通道，如果達到閾值，則會觸發動作電位。閾下去極化會隨距離和時間衰減，使神經元能夠在決定是否放電之前整合多種輸入訊號。突觸電流、感覺受體電位以及實驗中註入的電流都能產生去極化。

相反的過程，即超極化，會降低神經元放電的可能性。去極化和超極化的影響每時每刻都在相互作用，決定神經元的輸出。能夠改變去極化的藥理試劑和毒素既被用作研究工具，也被用作影響神經元興奮性的藥物。

• 降低膜的負電位
• 使神經元更接近放電閾值
• 由向內的正電流或向外的負電流所引起
• 產生動作電位的關鍵步驟