Da bismo razumjeli kalcij i akcijski potencijal, najbolje je ovaj proces promatrati u cjelini. Ispaljivanje kemijskih impulsa kroz živčane putove može se smatrati akcijskim potencijalom. Ovaj proces je neophodan kako bi neuroni oslobađali kemikalije koje se nazivaju neurotransmiteri. Neurotransmiteri olakšavaju međustaničnu komunikaciju u živčanom sustavu i bitni su za njegove procese. Kalcij igra važnu ulogu u tome da se to dogodi.
Živčani sustav je medij kroz koji tijelo osjeća i reagira na vanjski svijet. Bez pravilnog funkcioniranja sustava, osoba neće moći doživjeti okolišne podražaje niti pravilno reagirati na njih. Postoje senzorni aspekti, kao i motorički, ili akcijski, aspekti živčanog sustava, od kojih se većina oslanja na mozak i leđnu moždinu kao svoje središnje procesne stanice. Dodirivanje plamenika, na primjer, preuzima senzorni živac i šalje ga u leđnu moždinu na obradu, a motorni živac govori tjelesnim mišićima da se skupe na način koji uklanja dodatak iz potencijalno opasne situacije.
Kalcij i akcijski potencijal usko su povezani u dopuštanju ovog primjera podražaja i djelovanja. Akcijski potencijal se ne može dogoditi bez pokretačkog podražaja – to može biti prirodno, poput dodirivanja plamenika, ili sintetizirano, kao u slučaju uređaja za električni udar. Ovaj početni poticaj pokreće lanac događaja koji omogućuje neuronima da međusobno komuniciraju. Ovi elektrofiziološki događaji kulminiraju oslobađanjem neurotransmitera u mikroskopski jaz između neurona poznat kao sinapsa. Kalcij i akcijski potencijal ovdje se spajaju kao kationi kalcija koji pomažu u pokretljivosti neurotransmitera.
Ne slijedi svaka podražljiva stanica istu metodu za postizanje akcijskog potencijala; na primjer, u srčanim stanicama, kalcij se također može koristiti kao okidač za otvaranje staničnih vrata, koja dovode do većeg dijela kemijske aktivnosti odgovorne za akcijske potencijale. Natrij i kalij su dva najtipičnija iona uključena u pokretanje akcijskih potencijala; međutim, stimulacija kalcija i akcijskog potencijala također može biti povezana. Složenost ovog ezoterijskog i teoretskog objašnjenja neuronske komunikacije ponekad otežava razumijevanje kalcija i akcijskog potencijala, ali općenito govoreći, odnos između kalcija i akcijskog potencijala pomaže u pokretanju procesa i prijenosu neurotransmitera s terminala aksona, ili završetka grane, neurona u sinapsu.