Przewodzenie potencjału czynnościowego to proces, w jaki gradient napięcia lub różnica ładunku elektrycznego w komórce przechodzi na inne osoby lub przez komórkę nerwową. Ładunek na zewnątrz błony komórkowej jest zazwyczaj ujemny, podczas gdy wewnątrz jest dodatni. W przypadku komórek nerwowych lub neuronów białka, które przenoszą przez błonę dodatnio naładowane cząstki, zwane jonami, zwykle umożliwiają zmianę potencjału czynnościowego. Zmiany w przepływie tych cząstek mogą zwiększać lub zmniejszać różnicę ładunków i normalnie kontrolować, czy sygnały są przewodzone, czy nie. Przewodnictwo jest zwykle kierowane przez przepływ jonów, zwykle zachodzących na pewnej odległości wzdłuż aksonu przed przejściem przez błonę komórkową.
W układzie nerwowym niektóre komórki mają stosunkowo krótkie aksony, podczas gdy inne mają rozszerzenia, które rozciągają się na większe odległości. Na przewodnictwo potencjału czynnościowego wpływa również średnica aksonów. Jeśli jest szerszy, więcej jonów może przejść przez akson i przewodzić większy prąd. Jednak odległość przewodzenia jest zwykle krótsza w przypadku neuronów o większej średnicy.
Depolaryzacja błon komórkowych rozprzestrzenia się poprzez przewodzenie potencjału czynnościowego. Komórki nerwowe również zwykle przechodzą fazę spoczynku zwaną okresem refrakcji, podczas którego kanały dla naładowanych cząstek nie otwierają się. Sygnały elektryczne mogą zatem przechodzić w jednym kierunku od ciała komórki do końca aksonu; może to również kontrolować, ile razy neuron może odpalić w określonym czasie.
Przewodzenie potencjału czynnościowego jest często wspomagane przez powłoki mielinowe, które na ogół składają się z warstw komórek glejowych. Komórki pokryte mieliną mogą przewodzić impulsy nerwowe dalej, ponieważ jony nie mogą przeniknąć przez powłokę. Węzły pomiędzy komórkami glejowymi tworzą przerwy w osłonce mielinowej, przez które mogą przechodzić hormony i kanały jonowe. Przewodzenie potencjału czynnościowego zwykle zachodzi bardzo szybko pomiędzy tymi węzłami bez utraty siły sygnału. Jeśli mielina ulegnie degradacji, wówczas przewodzenie potencjałów czynnościowych w dół włókien nerwowych może zostać zakłócone, czasami powodując stany takie jak stwardnienie rozsiane (MS), w którym funkcje organizmu są zaburzone przez brak sygnałów nerwowych.
Prądy zwykle przepływają przez ogniwa, ponieważ ładunek i potencjał elektryczny różnią się w zależności od lokalizacji. Przewodzenie potencjału czynnościowego ogólnie umożliwia przepływ prądu na całej długości aksonu po wewnętrznej stronie błony. Kiedy prądy przepływają przez błonę, na przykład do komórek mięśniowych, różnica ładunków zwykle powoduje przepływ w przeciwnym kierunku na zewnątrz. Potencjał elektryczny i prędkość impulsu można obliczyć za pomocą równań matematycznych, które uwzględniają intensywność potencjału czynnościowego oraz odległość fizyczną.