O canal iônico
O evento mais marcante, que desencadeia o potencial de ação é a abertura de um grande número de canais de Na+ e K+, toda vez que ocorre algum estímulo despolarizante na membrana do neurônio.
 
Canal iônico na membrana. Os canais iônicos consistem de proteínas que se agrupam para formar um poro.  Um canal iônico é uma estrutura molecular especial, como se fosse um poro, na superfície da membrana, e que coloca em comunicação o interior do neurônio com o meio exterior, permitindo a passagem de íons (difusão) de um lado para outro. Uma propriedade importante do canal iônico é a seletividade por íons. Existem canais especializados em transportar cada tipo de íon. Os canais de potássio que são seletivamente permeáveis ao K+. Da mesma forma, canais de Na+ são permeáveis somente ao Na+
Como o grau de abertura do canal (permitindo a passagem do íon) é proporcional à voltagem elétrica aplicada à membrana, eles são chamados de canais dependentes de voltagem.