動作電位的傳播機制主要依賴于細(xì)胞膜上的離子通道以及它們對不同離子的選擇性通透。當(dāng)神經(jīng)元或肌肉細(xì)胞受到足夠的刺激時，細(xì)胞膜上的電壓門控鈉離子通道會打開，導(dǎo)致鈉離子快速內(nèi)流，從而引起膜電位的迅速上升，形成動作電位的上升相。隨著膜內(nèi)部的正電荷增加到一定程度，這些鈉離子通道會自動關(guān)閉，并且激活鉀離子通道，使鉀離子外流，這會導(dǎo)致膜電位下降，即動作電位的下降相。

在這個過程中，動作電位并不是在整個細(xì)胞膜上同時發(fā)生的，而是從受到刺激的地方開始，然后沿著細(xì)胞膜以波的形式向前傳播。這種傳播是由于前一個部位的動作電位導(dǎo)致局部電流（即帶正電荷的離子移動）流向未興奮的區(qū)域，當(dāng)這些局部電流達(dá)到一定強度時，就能使該區(qū)域的電壓門控鈉通道打開，引發(fā)新的動作電位，如此循環(huán)下去，直到整個細(xì)胞膜都經(jīng)歷了去極化和復(fù)極化的過程。

此外，在有髓鞘的神經(jīng)纖維中，動作電位是跳躍式傳導(dǎo)的。這是因為髓鞘覆蓋了大部分軸突表面，只在郎飛結(jié)處裸露出來。這樣，在郎飛節(jié)點之間形成的局部電流強度較大，可以有效地觸發(fā)下一個郎飛節(jié)點的動作電位，從而實現(xiàn)動作電位沿軸突快速而有效的傳播。這種機制大大提高了信息傳遞的速度和效率。