Zarówno potencjał stopniowany, jak i potencjał czynnościowy wynikają z depolaryzacji potencjału spoczynkowego błony komórkowej. Siła tej depolaryzacji wyznacza różnice między potencjałem stopniowanym a potencjałem czynnościowym. Potencjały stopniowane są słabsze z tych dwóch, ale mają zdolność generowania potencjałów czynnościowych.
Potencjał stopniowany lub miejscowy to depolaryzacja potencjału spoczynkowego spowodowana bodźcem, który jest stosowany tylko w jednym obszarze błony komórkowej. Zmiana ta może być spowodowana wiązaniem się cząsteczek z receptorami, stymulacją mechaniczną lub zmianą ładunku, temperatury lub przepuszczalności błony. Wielkość potencjału zależy od siły i częstotliwości bodźca. Potencjały te mogą przenosić się przez błonę plazmatyczną tylko na niewielką odległość i słabnąć, im dalej się przemieszczają.
Jeśli na błonę zastosowano już jeden bodziec miejscowy i nie powróciła jeszcze do swojego potencjału spoczynkowego po zastosowaniu innego bodźca lokalnego, te dwa bodźce mogą się połączyć. Stworzy to większy potencjał, który może przemieszczać się dalej w dół membrany. Ponieważ stopniowane potencjały stają się coraz silniejsze, mają potencjał do depolaryzacji membrany poza jej próg. Po osiągnięciu progu generowany jest potencjał czynnościowy.
Potencjał czynnościowy jest wynikiem dużej depolaryzacji błony, która powoduje, że osiąga ona próg. Gdy to nastąpi, zostanie wygenerowany potencjał czynnościowy, któremu nie można zapobiec; jest to znane jako zasada „wszystko albo nic”. Albo występuje wystarczająca depolaryzacja, aby spowodować potencjał czynnościowy, który przejdzie przez wszystkie trzy fazy, albo nie.
Po osiągnięciu progu błona przechodzi przez fazę depolaryzacji, w której jony sodu szybko wnikają do komórki. To powoduje, że ładunek jest bardziej dodatni. W drugiej fazie repolaryzacji jony potasu szybko wypływają z komórki, przeciwdziałając jonom sodu i powodując cofanie się błony w kierunku jej ujemnego ładunku spoczynkowego.
W tym momencie jony sodu nie wchodzą już do komórki, ale niektóre jony potasu nadal się dyfundują. Powoduje to, że komórka ma bardziej ujemny ładunek niż wcześniej, co pozwala komórce na przywrócenie jej potencjału spoczynkowego przed wysłaniem do innego potencjału czynnościowego. W tym okresie popotencjalności bodziec może wytworzyć potencjał czynnościowy, ale z powodu hiperpolaryzacji bodziec musiałby być znacznie silniejszy niż normalnie.
Zarówno potencjał stopniowany, jak i potencjał czynnościowy są ważne dla komunikacji w ciele. Potencjały czynnościowe to sposób, w jaki ciało przesyła informacje z jednego miejsca do drugiego. Synapsy w mózgu komunikują się ze sobą poprzez potencjały czynnościowe. Wiadomości z mózgu do mięśni i innych narządów są wysyłane wzdłuż potencjałów czynnościowych za pomocą neuroprzekaźników, podobnie jak wiadomości z narządów z powrotem do mózgu.