Bir nöron dinlenme halindeyken hücrenin içi dışarıya göre negatiftir. Bunun nedeni, hücrenin içinde dışarıya göre daha fazla potasyum iyonu ve hücrenin dışında içeriye göre daha fazla klorür iyonu bulunmasıdır.
Bir nöron uyarıldığında, hücre zarındaki sodyum-potasyum pompası açılır, sodyum iyonlarının hücrenin içine girmesine ve potasyum iyonlarının dışarı akmasına izin verir. Bu, hücrenin içinin dışarıya göre pozitif olmasına neden olur.
Elektrik potansiyelindeki bu değişikliğe aksiyon potansiyeli denir. Aksiyon potansiyelleri nöronun aksonundan aşağıya doğru ilerleyerek hücre gövdesinden sinapslara bilgi taşır.
Sinapstaki aksiyon potansiyeli, postsinaptik nörondaki reseptörlere bağlanan kimyasal haberciler olan nörotransmitterlerin salınmasına neden olur. Bu bağlanma, postsinaptik nöronun ya kendi aksiyon potansiyelini ateşlemesine ya da bir aksiyon potansiyelinin ateşlenmesini engellemesine neden olabilir.
Bu şekilde nöronlar birbirleriyle iletişim kurar ve sinir sistemi boyunca bilgi iletir.