Zazwyczaj etapy potencjału czynnościowego podsumowuje się w pięciu krokach, z których pierwsze dwa to fazy wzrostu i przeregulowania. Trzy ostatnie etapy to faza opadania, niedostateczna faza i powrót do zdrowia. Niektóre źródła, czy to fizjolodzy, czy podręczniki, czasami zawierają początkową fazę spoczynku przed fazą wznoszącą przy wyliczaniu etapów potencjału czynnościowego, prawdopodobnie w celu zilustrowania status quo neuronu przed rozpoczęciem się potencjału czynnościowego.
Potencjał czynnościowy to zdarzenie, które zachodzi między neuronami w celu wysłania wiadomości z mózgu do różnych części ciała, niezależnie od tego, czy są to działania dobrowolne, czy mimowolne. W najprostszym sensie potencjał czynnościowy można opisać jako krótkie impulsy elektryczne, które powstają w ciele komórki neuronu. Impulsy te są spowodowane wymianą jonów dodatnich i ujemnych, gdy jony potasu i sodu wychodzą i wnikają do ciała komórki. „Iskra” z wymiany przemieszcza się następnie w dół aksonu lub podobnej do łodygi części neuronu, w kierunku innego neuronu i cykl trwa. W wielu przypadkach, gdy mózg musi „wysłać” wiele „wiadomości”, potencjał czynnościowy może pojawić się w serii zwanej „kolejką z kolcami”.
Neuron zwykle zawiera dodatnio naładowane jony potasu (+K), podczas gdy jony sodu (+Na), również naładowane dodatnio, znajdują się na obrzeżach neuronów. W fazie spoczynku neuron jest nieaktywny i zawiera „potencjał elektryczny” wynoszący -7 miliwoltów (mV). Ten ujemny ładunek jest utrzymywany przez pompę sodowo-potasową neuronu, która wprowadza dwa jony +K, jednocześnie wyprowadzając trzy jony +Na z błony. Kiedy mózg „wysyła” wiadomość, znaczna ilość jonów +Na wchodzi do neuronu i następuje wzrost i przeregulowanie potencjału czynnościowego. Na tych etapach neuron doświadcza „depolaryzacji” i zostaje naładowany dodatnio z powodu wejścia jonów +Na.
Neuron osiąga fazę przeregulowania, gdy jego ładunek dodatni przekracza 0 mV. Im bardziej dodatnio naładowany staje się neuron, tym więcej kanałów sodowych zaczyna się otwierać i więcej jonów +Na wpada, co utrudnia pompie potasowo-sodowej przenoszenie jonów. Aby uwolnić jony dodatnie, kanały potasowe otworzą się, gdy tylko kanały sodowe się zamkną, i zajdą etapy opadania i niedociągania potencjału czynnościowego. W tych fazach neuron doświadcza „repolaryzacji” i staje się bardziej naładowany ujemnie, do tego stopnia, że ładunek spadnie poniżej -70 mV w etapach niedostatecznych, znanych również jako „hiperpolaryzacja”.
Po zamknięciu kanałów potasowego i sodowego pompa sodowo-potasowa działa skuteczniej, wprowadzając jony +K i usuwając jony +Na. W tej końcowej fazie zdrowienia neuron powraca do swojego normalnego stanu -7 mV, aż do pojawienia się kolejnego epizodu potencjału czynnościowego. Bardzo interesujące jest wiedzieć, że wszystkie te etapy potencjału czynnościowego zachodzą w ciągu zaledwie dwóch milisekund.