De obicei, etapele potențialului de acțiune sunt rezumate în cinci pași, dintre care primii doi sunt fazele de creștere și de depășire. Ultimii trei pași ar fi fazele de cădere, de depășire și de recuperare. Unele surse, fie că sunt fiziologi sau manuale, includ uneori o fază inițială de repaus înainte de faza de creștere atunci când enumerează etapele potențialului de acțiune, probabil pentru a ilustra status quo-ul neuronului înainte de începerea potențialului de acțiune.
Potențialul de acțiune este un eveniment care are loc între neuroni pentru a trimite mesaje din creier către diferite părți ale corpului, fie pentru acțiuni voluntare sau involuntare. În cel mai simplu sens, potențialul de acțiune poate fi descris ca impulsuri electrice scurte care sunt create în interiorul corpului celular al neuronului. Aceste impulsuri sunt cauzate de schimbul de ioni pozitivi și negativi atunci când ionii de potasiu și sodiu ies și intră în corpul celular. „Scânteia” din schimb, apoi, călătorește în josul axonului, sau a părții asemănătoare tulpinii a neuronului, către un alt neuron, iar ciclul continuă. În multe cazuri, când creierul trebuie să „trimită” multe „mesaje”, potențialul de acțiune poate apărea într-o serie numită „tren de vârf”.
Un neuron conține de obicei ioni de potasiu încărcați pozitiv (+K), în timp ce ionii de sodiu (+Na), de asemenea încărcați pozitiv, se află la periferia neuronilor. În timpul fazei de repaus, neuronul este inactiv și conține un „potențial electric” de -7 milivolti (mV). Această sarcină negativă este menținută de pompa de sodiu-potasiu a neuronului care aduce doi ioni +K în timp ce transportă trei ioni +Na din membrană. Când creierul „trimite” un mesaj, o cantitate semnificativă de ioni +Na intră în neuron și apar etapele de creștere și depășire ale potențialului de acțiune. În aceste etape, neuronul experimentează „depolarizare” și devine încărcat pozitiv datorită intrării ionilor +Na.
Neuronul ajunge în stadiul de depășire când sarcina sa pozitivă depășește 0 mV. Cu cât neuronul devine mai încărcat pozitiv, cu atât mai multe canale de sodiu încep să se deschidă și mai mulți ioni +Na intră, făcând mai greu ca pompa de potasiu-sodiu să elimine ionii. Pentru a elibera ionii pozitivi, canalele de potasiu se vor deschide de îndată ce canalele de sodiu se închid și au loc stadiile de scădere și sub depășire ale potențialului de acțiune. În aceste faze, neuronul experimentează „repolarizare” și devine mai încărcat negativ, atât de mult încât sarcina va atinge sub -70 mV în stadiile undershoot, cunoscute și sub numele de „hiperpolarizare”.
După ce ambele canale de potasiu și de sodiu se închid, pompa de sodiu-potasiu funcționează mai eficient în atragerea ionilor +K și efectuarea ionilor +Na. În această etapă finală de recuperare, neuronul revine la starea sa normală de -7 mV, până când apare un alt episod de potențial de acțiune. Este foarte interesant de știut că toate aceste etape ale potențialului de acțiune apar în doar două milisecunde.