Repolarizacija akcijskog potencijala je jedan od stadija koji se javlja prilikom prijenosa živčanog impulsa. Živčani impulsi su elektrokemijske poruke koje se šalju duž duljine neurona ili živčane stanice od dendrita do terminalnih pupoljaka aksona. Za poruke se kaže da se prenose elektrokemijski jer kemikalije unutar tijela uzrokuju kretanje električnog signala kroz neuron. Faze koje prolazi neuron su mirovanje, depolarizacija akcijskog potencijala i repolarizacija akcijskog potencijala.
Unutar živčanog sustava, električni nabijeni ioni igraju glavnu ulogu u izazivanju slanja živčanog impulsa. Konkretno, specifični ioni koji su uključeni su natrij, kalij, klorid i kalcij. Natrij i kalij imaju pozitivan naboj od +1, dok kalcij ima pozitivan naboj od +2. Kloridni ioni su negativno nabijeni (-1).
Kada se neuron odmara ili se živčani impuls ne šalje, stanična membrana kontrolira koji se ioni nalaze unutar stanice, a koji se drže izvan nje. Kao rezultat toga, unutrašnjost neurona ima negativan naboj u usporedbi s područjem koje ga okružuje. Ionski kanali i pumpe unutar membrane suzbijaju učinke difuzije iona kako bi održali potencijal mirovanja od približno -70 milivolti (mV).
Da bi se živčani impuls mogao poslati, unutar neurona se mora pojaviti akcijski potencijal. Depolarizacija neurona je neophodna da bi se akcijski potencijal poslao duž živčane stanice. To znači da postoji izmjena iona preko stanične membrane neurona, što je uzrokovano nekom vrstom stimulacije. Kada je neuron stimuliran, natrijevi kanali unutar membrane se otvaraju, što omogućuje natrijevim ionima da jure u živčanu stanicu. Kako više natrijevih iona ulazi u neuron, unutarnja strana stanice postaje sve pozitivnija u usporedbi s njom izvana.
Mora se doseći prag od najmanje -55 mV da bi se akcijski potencijal mogao poslati. Ako se prag ne postigne, tada se ne šalje akcijski potencijal ili živčani impuls. Kada se dosegne prag, većina natrijevih ionskih kanala se otvara tako da naboj unutar ćelije doseže +30 mV. Ovaj šiljak je akcijski potencijal, koji je električni impuls koji putuje duljinom živčane stanice. Akcijski potencijal stimulira sljedeći dio neurona, dok prethodni dio počinje prolaziti kroz repolarizaciju akcijskog potencijala.
Tijekom repolarizacije akcijskog potencijala, relativni naboj neurona se vraća u stanje mirovanja. Kada se dosegne +30 mV, kalijevi kanali se počinju otvarati, a natrijevi se zatvaraju. Kada se kalijevi kanali otvore, kalij izjuri iz stanice kako bi pokušao uravnotežiti naboje s obje strane membrane. Kalijevi kanali ostaju otvoreni dok se ne postigne potencijal mirovanja od -70 mV.