1．動作電位形成的條件
（1）細胞膜兩側存在離子濃度差，細胞膜內鉀離子濃度高於細胞膜外，而細胞外鈉離子、鈣離子、氯離子高於細胞內，這種濃度差的維持依靠離子泵的主動轉運。
（2）細胞膜在不同狀態下對不同離子的通透性不同，例如，安靜時主要允許鉀離子通透，而去極化到閾電位水平時又主要允許鈉離子通透。
（3）可興奮組織或細胞受閾刺激或閾上刺激。
2．動作電位產生過程及原理
①號線是靜息電位，此時細胞膜的鉀離子通道蛋白打開，由於細胞中的鉀離子多，因此細胞中的鉀離子有向細胞外運動的趨勢，但是此時細胞內為負電，外為正電，根據電荷的吸引與排斥原理，鉀離子又有向細胞內運動的趨勢，當這兩者達到平衡狀態時就是靜息電位的產生與維持。
當細胞受到刺激時，膜上的鈉離子通道會打開，鈉離子大量進入細胞。鈉離子也是帶正電的。它會迅速倒轉鉀離子外流造成的外正內負狀態。鈉離子通道的打開，存在一個閾值。在電位差達到－50mV前，鈉離子通道打開的相對慢些，一旦過了-50mV這個界限，鈉離子進入細胞就真是一瀉千裡般了。圖中②號線和③號線就是因為這個原因存在一個拐點。
當細胞內變成帶正電時，對鈉離子的進入就會產生阻力，而此時細胞外的鈉離子還是比細胞內多，鈉離子頂著阻力繼續進入細胞。當細胞內的正電荷鈉離子的排出力與鈉離子濃度差產生的進入力相等時，鈉離子進入停止，鈉離子通道關閉，這就是峰值狀態（通常意義的動作電位主要指峰電位）。
就在鈉離子通道全面開放的時候，鉀離子通道開啟的數量也在悄悄的增加。鈉離子內流帶來的效果正在逐漸被逆轉。而這逆轉的趨勢更因為鈉-鉀泵活動的增強而變得更加激進。鈉－鉀泵，其實是一種ATP酶，消耗一分子ATP，泵入細胞2個鉀離子，泵出細胞3個鈉離子。在它的作用下，靜息電位逐漸被重新構建。⑤號線超過了靜息電位的正常水平，可能是由於鉀離子通道和鈉-鉀泵的生理慣性，雖然超過了正常水平，但由於靜息電位時鉀離子的電位梯度和濃度梯度的平衡狀態是一定的，所以⑤號線最終會在鈉－鉀泵的微調下變為⑥號線。
3．特點
（1）「全或無」
只有閾刺激或閾上刺激才能引起動作電位。動作電位過程中膜電位的去極化是由鈉通道開放所致，因此刺激引起膜去極化，只是使膜電位從靜息電位達到閾電位水平，而與動作電位的最終水平無關。因此，閾刺激與任何強度的閾上刺激引起的動作電位水平是相同的，這就被稱之為「全或無」。
（2）不能疊加
因為動作電位具有「全或無」的特性，因此動作電位不可能產生任何意義上的疊加或總和。（閾電位下的小電位可以疊加，達到一定閾值後會引發動作電位）
（3）不衰減性傳導
在細胞膜上任意一點產生動作電位，那整個細胞膜都會經歷一次完全相同的動作電位，其形狀與幅度均不發生變化。