Konduksi potensial aksi adalah proses bagaimana gradien tegangan, atau perbedaan muatan listrik, dalam sel diteruskan ke sel lain atau melalui sel saraf. Muatan di luar membran sel biasanya negatif, sedangkan di dalamnya positif. Dengan sel saraf, atau neuron, protein yang menyalurkan partikel bermuatan positif, yang disebut ion, melintasi membran biasanya memungkinkan perubahan potensial aksi. Perubahan aliran partikel ini dapat menambah atau mengurangi perbedaan muatan dan biasanya mengontrol apakah sinyal dikonduksi atau tidak. Konduksi biasanya dipandu oleh aliran ion, biasanya terjadi pada jarak tertentu di bawah akson sebelum melewati membran sel.
Dalam sistem saraf, beberapa sel memiliki akson yang relatif pendek sementara yang lain memiliki ekstensi yang menempuh jarak yang lebih jauh. Konduksi potensial aksi juga dipengaruhi oleh diameter akson. Jika lebih lebar, maka lebih banyak ion dapat melewati akson dan menghantarkan lebih banyak arus. Jarak konduksi biasanya lebih pendek untuk neuron berdiameter lebih besar.
Depolarisasi membran sel menyebar melalui konduksi potensial aksi. Sel saraf juga biasanya menjalani fase istirahat yang disebut periode refraktori, di mana saluran untuk partikel bermuatan tidak terbuka. Sinyal listrik, oleh karena itu, dapat lewat dalam satu arah dari badan sel ke ujung akson; ini juga dapat mengontrol berapa kali neuron dapat menyala dalam jumlah waktu tertentu.
Konduksi potensial aksi sering dibantu oleh lapisan mielin, yang umumnya terbuat dari lapisan sel glial. Sel yang dilapisi mielin dapat menghantarkan impuls saraf lebih jauh karena ion tidak dapat menembus lapisan tersebut. Node di antara sel glial membuat istirahat di selubung mielin di mana hormon dan saluran ion bisa lewat. Konduksi potensial aksi biasanya terjadi sangat cepat di antara node ini tanpa kehilangan kekuatan sinyal. Jika myelin terdegradasi, maka konduksi potensial aksi di bawah serabut saraf dapat terganggu, terkadang mengakibatkan kondisi seperti Multiple Sclerosis (MS) di mana fungsi tubuh dipengaruhi oleh kurangnya sinyal saraf.
Arus biasanya mengalir melalui sel karena muatan dan potensial listrik berbeda tergantung pada lokasi. Konduksi potensial aksi umumnya memungkinkan arus mengalir di sepanjang akson, di bagian dalam membran. Ketika arus melintasi membran, ke dalam sel otot misalnya, perbedaan muatan biasanya menyebabkan aliran dalam arah yang berlawanan di luar. Potensial listrik dan kecepatan impuls dapat dihitung menggunakan persamaan matematis yang memperhitungkan intensitas potensial aksi serta jarak fisik.