Im unerregten Zustand sind die meisten Poren / Ionenkanäle an der Axonmembran geschlossen. Ausschließlich wenige Kaliumporen sind geöffnet, wodurch das im Kapitel "1.6 Neuronen im Ruhezustand: das Ruhepotential" erwähnte Ruhepotential zustande kommt. Die Membranporen der Nervenfasern sind spannungsgesteuert. D.h. sie reagieren mit einer Änderung ihrer Raumstruktur auf Änderungen der elektrischen Spannung in ihrer Umgebung. In diesem Fall hängt die Semipermeabilität der Membran also vom Membranpotential des Axons ab. Kommt es schließlich zu einer geringfügigen Depolarisation ( = eine Erniedrigung des Membranpotentials ), so öffnen sich einige spannungsabhängige Natriumporen. Jedoch ist die Anzahl der offenen Natriumporen immer noch kleiner als die der Kaliumporen, sodass es nicht zu einer Weiterleitung kommt. Erst wenn der Reiz eine ausreichend hohe Depolarisation nach sich zieht und ein Schwellenwert überstiegen wird, bildet sich ein Aktionspotential aus. Dabei öffnen sich als Folge einer positiven Rückkopplung explosionsartig mehr und immer mehr Natriumporen. Infolgedessen kommt es zu einer schlagartigen Umpolung durch Strömung der Natriumionen ins Zellinnere. Das Zellinnere ist kurzzeitig positiv geladen. Kurze Zeit später ( 1-2ms ) schließen sich die Natriumporen wieder und die Kaliumionen strömen auf Grund des entstandenen Konzentrationsgefälles durch die geöffneten Poren von innen nach außen. Durch den plötzlichen Ausstrom von Kaliumionen ins Außenmedium wird der ursprüngliche Ladungszustand wiederhergestell t ( Repolarisation ), wobei die Ruhespannung über einen kurzen Zeitraum sogar überschritten wird ( Hyperpolarisation ). Die Zeit von Beginn der Umpolung bis zur endgültigen Wiederherstellung des Ruhezusatndes nennt man auch Refraktärphase, während der die Axonmembran nicht erregbar ( =refraktär ) ist. Die endgültige Wiederherstellung des Ausgangszustandes wird durch den Einsatz gekoppelter Natrium-Kalium-Pumpen erreicht. Eine Beschreibung des Vorganges findet ihr im vorherigen Kapitel ( Kapitel 1.6 Neuronen im Ruhezustand: das Ruhepotential ).

Bei der Weiterleitung des AP's muss man zwischen marklosen und markhaltigen Nervenfasern unterscheiden, da sich die Art der Weiterleitung stark unterscheidet. Im Fall der marklosen Axone läuft dies nach folgendem Schema ab: An einer Stelle des Neuriten entsteht ein AP. D.h. es entsteht eine Umploung, so dass die positive Ladung innen und negative Ladung außen herscht. Das hat jedoch zur Folge, dass sowohl intra- als auch extrazellulär Ladungen ohne trennende Membran aufeinandertreffen. Die elektrostatische Ladung bewirkt, dass sich die unterschiedlich geladenen Ionen gegenseitig anziehen. Es entstehen Ionenströme - man nennt sie auch Ausgleichsströme - wodurch das Membranpotential der unmittelbar benachbarten Membran sinkt. Der Schwellenwert wird überschritten und ein neues AP bildet sich aus. So bewegt sich der Imouls wie eine Welle über das Axon. Axone, welche durch Myelin isoliert sind, können AP's nur an den Ranvierschen Schnürringen aufbauen. Die von Schwannschen Zellen umhüllten Bereiche des Axon verfügen über keine Kaliumionenkanäle und können kein AP bilden. Bildet sich also ein AP an einem Schnürring aus, so kommt es ebenfalls zu Ausgleichsströmen infolge derer es zu einer Depolarisation des benachbarten Schnürrings kommt. Die Ableitung des Stroms findet in den von einer Schwannschen Scheide umhüllten Stellen sehr schnell statt; und zwar je schneller, desto größer die Myelinschicht. Das ist auf die Entfernung zwischen Innen- und Außenmedium zurückzuführen. Der Prozess der Weiterleitung eines AP's über einen markhaltigen Neuriten wird in der Biologie als saltatorische Erregungsleitung bezeichnet. Diesen Begriff kann man sich leicht einprägen, wenn man an Sprünge denkt ( Salto ). Das AP's pflanzt sich sozusagen springend über die Ranvierschen Schnürringe fort.