Både graderad potential och aktionspotential är resultatet av en depolarisering i vilopotentialen hos ett plasmamembran. Styrkan i denna depolarisering markerar skillnaderna mellan graderad potential och aktionspotential. Graderade potentialer är de svagaste av de två men har förmågan att generera till handlingspotentialer.
En graderad, eller lokal, potential är en depolarisering i vilopotentialen på grund av en stimulans som appliceras på endast ett område av ett plasmamembran. Denna förändring kan orsakas av molekyler som binder till receptorer, en mekanisk stimulering eller en förändring av laddningen, temperaturen eller permeabiliteten hos membranet. Potentialens storlek beror på styrkan och frekvensen av stimulansen. Dessa potentialer kan bara bära en kort sträcka ner i plasmamembranet och blir svagare ju längre de färdas.
Om ett membran redan har fått en lokal stimulans applicerad och ännu inte har återgått till sin vilopotential när en annan lokal stimulans appliceras, kan dessa två stimuli kombineras. Detta kommer att skapa en större potential som kan färdas längre ner i membranet. När de graderade potentialerna fortsätter att växa sig starkare har de potential att depolarisera membranet förbi dess tröskel. Efter att tröskeln har nåtts genereras en aktionspotential.
Aktionspotentialen är resultatet av en stor depolarisering av membranet som gör att det når tröskeln. Efter detta kommer aktionspotentialen att genereras och kan inte förhindras; detta är känt som allt-eller-ingen-principen. Antingen finns det tillräckligt med depolarisering för att orsaka en aktionspotential som kommer att genomföra alla tre faserna, eller så är det inte.
Efter att tröskeln har nåtts går membranet igenom en fas av depolarisering där natriumjoner snabbt kommer in i cellen. Detta gör att laddningen blir mer positiv. I den andra fasen av repolarisering strömmar kaliumjoner snabbt ut ur cellen, vilket motverkar natriumjonerna och får membranet att röra sig tillbaka mot sin vilande negativa laddning.
Vid denna tidpunkt kommer natriumjoner inte längre in i cellen, men vissa kaliumjoner diffunderar fortfarande ut. Detta gör att cellen får en mer negativ laddning än tidigare, vilket gör att cellen kan återupprätta sin vilopotential innan den skickas in i en annan aktionspotential. Under denna period av efterpotential är det möjligt för en stimulans att skapa en aktionspotential, men på grund av hyperpolariseringen skulle stimulansen behöva vara mycket starkare än normalt för att göra det.
Både graderad potential och handlingspotential är viktiga för kommunikationen inom kroppen. Handlingspotentialer är det sätt som kroppen skickar information från en plats till en annan. Synapserna i hjärnan kommunicerar med varandra via aktionspotentialer. Meddelanden från hjärnan till musklerna och andra organ skickas längs aktionspotentialer med hjälp av signalsubstanser, liksom meddelanden från organen tillbaka till hjärnan.