動作電位是指細胞受刺激而興奮時，在膜兩側所產生的快速、可逆、可擴布性的電位變化。動作電位是細胞興奮的標志。在示波器上顯示的動作電位由上升支和下降支組成。上升支反映膜的去極化過程。此時膜內電位短時內由-70mV～-90mV變為 20mV～＋40mV，即由原來靜息時的內負外正變成內正外負，電位變化幅度可達90mV～130mV。其中膜內電位由零變為正值的過程，稱為反極化或超射。下降支表示膜的復極化過程，是膜內電位從上升支的頂端下降至靜息電位水平的過程。在神經纖維，動作電位的上升支與下降支歷時0.5ms～2.0ms，形成一次尖銳的脈沖，稱為鋒電位。鋒電位構成神經動作電位的主要部分，在它完全恢復到靜息電位水平之前，還要經歷一些微小而緩慢的波動，稱為后電位。
