动作电位的主要阶段是去极化、超极化和复极化。细胞的静息膜电位约为-65mV。在去极化过程中，神经元通过打开电压门控钠通道启动动作电位。这允许钠离子的涌入，将膜电位提高到大约50mV。钠通道对动作电位刺激反应迅速，而电压门控钾通道反应较慢。去极化后，钾离子通道打开，允许钾离子快速流出。这导致膜电位迅速下降，以至于它变得比静息电位更负。这种低于静息电位的下降被称为超极化。再极化发生在钠钾泵的作用下，它使用ATP通过去除钠和输入钾来重建静息电位。

当钠通道的初始门控机制被激活，使其不受刺激时，就会出现绝对不应期。相反，相对不应期与超极化密切相关，描述了细胞可以受到刺激的时期，但前提是刺激足够大，足以克服超极化环境并达到阈值。

动作电位由神经元细胞体电压的关键变化组成。由于钠钾泵的作用，电池内的静息电压为负。当动作电位到达细胞时，电压门控钠离子通道打开，钠离子涌入细胞。这在一个叫做去极化的过程中提高了细胞内的电压。

当细胞内电压升高时，钠离子通道开始关闭，电压门控钾离子通道开始打开。当钾离子离开电池时，电压再次下降到负值。这个过程被称为复极化。钾离子通道关闭需要稍长的时间，这会导致细胞暂时的超极化;然而，一旦它们关闭，细胞最终会在钠钾泵的作用下恢复到最初的负静息电位。

突触前神经元突触间隙附近存在较多的电压门控钙通道。当动作电位接近突触间隙时，这些电压门控钙通道打开并允许钙快速流入。钙离子突然涌入细胞导致神经递质释放到突触间隙。

钠和钾在静息膜电位的建立和动作电位的传播中起关键作用，但实际上并不刺激神经递质的释放。

神经递质穿过突触间隙，引起下游神经元兴奋性的变化。乙酰胆碱是一种兴奋性神经递质，与问题系统中的描述相符。GABA是一种抑制性神经递质，血清素负责幸福感。皮质醇和肾上腺素是激素，而不是神经递质，因此它们被释放到血液中，而不是突触间隙中。

复极化是动作电位的最后步骤之一，此时神经元的细胞电位再次变为负值。这一步是通过打开电压门控钾通道来完成的，钾通道允许钾离子离开神经元。

动作电位的独特之处在于它们是神经系统中脉冲的单向传递。不管引起动作电位的刺激是什么，对于给定的神经元，动作电位的振幅总是相同的;但是，刺激必须足够大，足以越过阈值，否则动作电位不会发生。正是由于这一特点，动作电位在本质上被称为“要么全有，要么全无”。