Ketika sel-sel otot dirangsang, mereka berkontraksi dan mengerahkan kekuatan dalam satu arah. Rangsangan sel otot disebabkan oleh impuls saraf yang dibawa dari susunan saraf pusat ke otot. Ketika impuls saraf mencapai ujung neuron, hal itu menyebabkan transfer potensial aksi di otot, yang menyebabkan kontraksi.
Ada tiga jenis sel otot dalam tubuh, yaitu jantung, polos, dan rangka. Otot jantung hanya ditemukan di dalam jantung dan memiliki metode intrinsiknya sendiri untuk berkontraksi, meskipun saraf dapat merangsangnya untuk mempercepat atau memperlambat jika diperlukan. Otot polos ditemukan di lapisan yang mengelilingi organ, dan dirangsang oleh sistem saraf otonom, atau tidak disengaja. Otot rangka terdiri dari serat dan menyebabkan gerakan. Potensial aksi pada otot rangka dibawa oleh sistem saraf somatik atau volunter.
Sel otot tidak akan berkontraksi dengan sendirinya, tetapi harus dirangsang terlebih dahulu oleh impuls saraf. Akson neuron bertemu sel otot di sambungan neuromuskular. Untuk memastikan bahwa kontraksi otot berlangsung secara simultan dan cepat, ada banyak sambungan neuromuskular yang ditemukan di seluruh otot. Semua neuron ini mengirimkan impuls pada saat yang sama untuk memulai potensial aksi di otot. Memiliki banyak sambungan neuromuskular untuk setiap otot memungkinkan tubuh untuk mengontrol kekuatan kontraksi dengan memvariasikan jumlah unit yang mengirimkan impuls ke otot.
Ketika potensial aksi mencapai ujung terminal akson pada sambungan neuromuskular, vesikel menyatu dengan membran sel untuk memungkinkan pelepasan neurotransmitter – asetilkolin. Neurotransmitter menyebar melintasi celah antara neuron dan sel otot, hingga mencapai sarkolema, yang merupakan membran yang mengelilingi sel otot. Asetilkolin menyebabkan permeabilitas sarkolema berubah, sehingga ion natrium dapat masuk dan keluar membran. Perubahan ion ini mendepolarisasi membran dan menyebabkan potensial aksi di otot dipicu.
Ketika otot beristirahat, tropomiosin memblokir situs pengikatan miosin yang ditemukan pada filamen aktin. Selama kontraksi, miosin menempel pada aktin dan melakukan sejenis aksi mendayung di sepanjang filamen aktin. Hal ini menyebabkan otot berkontraksi. Agar hal ini terjadi, miosin harus dapat berikatan dengan aktin, sehingga tropomiosin harus dipindahkan.
Depolarisasi yang disebabkan oleh impuls saraf menyebar ke seluruh sarkolema dan sistem T — sistem tabung yang terhubung ke retikulum sarkoplasma. Baik sistem T dan retikulum sarkoplasma mengandung ion kalsium, yang dilepaskan ketika ada potensial aksi di otot. Ion kalsium berdifusi ke seluruh sel otot dan menempel pada protein yang disebut troponin, yang melekat pada filamen tropomiosin yang ditemukan pada serat aktin. Troponin berubah bentuk ketika ion kalsium menempel padanya, yang menggerakkan filamen tropomiosin dan membebaskan situs pengikatan miosin di sepanjang serat aktin. Myosin sekarang dapat bersentuhan dengan aktin dan menyebabkan kontraksi otot.