För att förstå kalcium och aktionspotential är det bäst att titta på denna process som en helhet. Att avfyra kemiska impulser över nervbanor kan ses som aktionspotentialen. Denna process är nödvändig för att neuroner ska frigöra kemikalier som kallas neurotransmittorer. Neurotransmittorer underlättar intercellulär kommunikation i nervsystemet och är väsentliga för dess processer. Kalcium spelar en viktig roll för att tillåta detta.
Nervsystemet är det medium genom vilket kroppen känner av och reagerar på omvärlden. Utan ett korrekt fungerande system kommer en person inte att kunna uppleva miljöstimulans eller reagera ordentligt på dem. Det finns sensoriska aspekter, såväl som motoriska eller handlingsaspekter på nervsystemet, av vilka de flesta är beroende av hjärnan och ryggmärgen som sina centrala bearbetningsstationer. Att röra vid en brännare, till exempel, plockas upp av en sensorisk nerv och skickas till ryggmärgen för bearbetning, och en motorisk nerv säger till kroppens muskler att dra ihop sig på ett sätt som tar bort bihanget från den potentiellt farliga situationen.
Kalcium och aktionspotential är nära besläktade genom att tillåta detta exempel stimulans och verkan att inträffa. En aktionspotential kan inte inträffa utan en utlösande stimulans – detta kan vara naturligt, som att röra en brännare, eller syntetiserat, som i fallet med elektriska stötar. Denna initiala stimulans sätter igång den kedja av händelser som gör det möjligt för neuroner att kommunicera med varandra. Dessa elektrofysiologiska händelser kulminerar i frisättningen av en neurotransmittor i det mikroskopiska gapet mellan neuroner som kallas synapsen. Kalcium och aktionspotential möts här som kalciumkatjoner som hjälper till att röra signalsubstanser.
Inte varje cell som är exciterbar följer samma metod för att uppnå aktionspotential; till exempel i hjärtceller kan kalcium också användas som en trigger för att öppna cellportarna, vilket ger upphov till mycket av den kemiska aktivitet som är ansvarig för aktionspotentialer. Natrium och kalium är de två mest typiska jonerna som är involverade i att initiera aktionspotentialer; men stimulering av kalcium och aktionspotential kan också vara relaterad. Komplexiteten i denna esoteriska och teoretiska förklaring av neural kommunikation gör ibland att förstå kalcium och aktionspotential, men generellt sett hjälper förhållandet mellan kalcium och aktionspotential att initiera processen och överföra neurotransmittorer från axonterminalen, eller grenänden, av en neuron in i synapsen.