Provođenje akcijskog potencijala je proces kako gradijent napona, ili razlika u električnom naboju, u stanici prelazi na druge ili kroz živčanu stanicu. Naboj izvan stanične membrane je obično negativan, dok je iznutra pozitivan. Kod živčanih stanica ili neurona, proteini koji kanaliziraju pozitivno nabijene čestice, zvane ioni, kroz membranu obično dopuštaju promjene akcijskog potencijala. Promjene u protoku ovih čestica mogu povećati ili smanjiti razliku u nabojima i normalno kontrolirati provode li se signali ili ne. Provođenje je obično vođeno protokom iona, koji se obično odvija na određenoj udaljenosti niz akson prije nego što prođe kroz staničnu membranu.
U živčanom sustavu, neke stanice imaju relativno kratke aksone, dok druge imaju proširenja koja idu na veće udaljenosti. Na provođenje akcijskog potencijala također utječe promjer aksona. Ako je širi, onda više iona može proći kroz akson i provesti više struje. Međutim, udaljenost provođenja je obično kraća za neurone većeg promjera.
Depolarizacija staničnih membrana širi se provođenjem akcijskog potencijala. Živčane stanice također obično prolaze kroz fazu mirovanja koja se naziva refraktorno razdoblje, tijekom kojeg se kanali za nabijene čestice ne otvaraju. Električni signali, dakle, mogu proći u jednom smjeru od tijela stanice do kraja aksona; ovo također može kontrolirati koliko puta se neuron može aktivirati u određenom vremenu.
Provođenje akcijskog potencijala često je potpomognuto omotačem mijelina, koji je općenito napravljen od slojeva glijalnih stanica. Stanice prekrivene mijelinom mogu dalje provoditi živčane impulse jer ioni ne mogu prodrijeti u ovojnicu. Čvorovi između glijalnih stanica čine lomove u mijelinskoj ovojnici kroz koju mogu proći hormoni i ionski kanali. Provođenje akcijskog potencijala obično se događa vrlo brzo između ovih čvorova bez ikakvog gubitka snage signala. Ako se mijelin razgradi, tada se provođenje akcijskih potencijala niz živčana vlakna može poremetiti, što ponekad rezultira stanjima kao što je multipla skleroza (MS) u kojoj su tjelesne funkcije pogođene nedostatkom živčanih signala.
Struje obično teku kroz stanice jer se naboj i električni potencijal razlikuju ovisno o mjestu. Provođenje akcijskog potencijala općenito omogućuje strujama da teku duž cijele duljine aksona, s unutarnje strane membrane. Kada struje prijeđu preko membrane, na primjer u mišićne stanice, razlika u nabojima obično uzrokuje protok u suprotnom smjeru izvana. Električni potencijal i brzina impulsa mogu se izračunati pomoću matematičkih jednadžbi koje utječu na intenzitet akcijskog potencijala kao i na fizičku udaljenost.