Depolarisaation ja toimintapotentiaalin välinen suhde on, että depolarisaatio on kipinä, joka käynnistää koko prosessin. Toimintapotentiaalit ovat suurelta osin vastuussa signaalien siirtämisestä koko hermostoon. Sydämenlyönti, käden supistuminen tai signaali paeta riippuvat kaikki hermoston toiminnasta, jonka toimintapotentiaalit ovat käynnistäneet.
Depolarisaatio ja toimintapotentiaali liittyvät suoraan koko kehoon lukuun ottamatta tiettyjä silmäfysiologian näkökohtia, joissa hyperpolarisaatio aiheuttaa toimintapotentiaalia. Polarisaatio tarkoittaa tietyssä mielessä spektrin sivujen tai vastakkaisien päiden ottamista. Sähkövarauksen kannalta depolarisaatio tarkoittaa jo negatiivisen varauksen polarisoimista. Hyperpolarisaatio päinvastoin viittaa negatiivisen varauksen tekemiseen vielä negatiivisemmaksi.
Toimintapotentiaalit eivät yleensä synny itsestään; he tarvitsevat jonkinlaista ärsykettä saadakseen asiat etenemään. Tämä ärsyke voi tulla toisesta hermosta tai se voi johtua ulkoisesta voimasta tai laukaisimesta. Kummassakin tapauksessa tapahtuu monimutkainen fysiologisten tapahtumien ketju, joka mahdollistaa ionien virtaamisen solukalvon sisään ja ulos, aiheuttaen depolarisaatiota ja toimintapotentiaalia.
Ioni on varautunut hiukkanen, ja kun kaltevuus muodostuu solun sisälle ja ulkopuolelle, ionin liikkeen mahdollisuus kasvaa. Ärsyke avaa portit, jotka mahdollistavat näiden ionien tulon ja ulosvirtauksen, mikä saa solun varauksen suhteessa ympäristöönsä siirtymään kohti nollaa. Tämä depolarisaatio saavuttaa kynnykseksi tunnetun pisteen, jolloin toimintapotentiaali vapautuu. Käynnistyksen jälkeen useimmat toimintapotentiaalit jatkavat muita toimintapotentiaaleja tavalla, joka lisää voimakkaasti hermoston toimintaa. Tämä huipentuu yleensä välittäjäaineena tunnetun aineen vapautumiseen, joka sitten saavuttaa proksimaaliset hermot ja saa ne toimimaan tietyllä tavalla.
Depolarisaatiosta ja toimintapotentiaalista aiheutuu sekä estäviä että kiihottavia vaikutuksia. Tämä tarkoittaa, että toimintapotentiaalista riippuen ne voivat aiheuttaa lisäyksiä tai laskuja muissa hermoissa. Tämä tapahtuma on luonteeltaan hetkellinen, usein kestävä, mutta millisekunti.
Depolarisaatio ja toimintapotentiaali liittyvät suoraan toisiinsa. Kun ärsyke, joka aiheuttaa solukalvojen avautumisen vuorostaan, aiheuttaa depolarisaation, toimintapotentiaalit syttyvät. Tämä tapahtuma auttaa soluja välittämään tärkeitä tietoja toisilleen. Ilman mahdotonta näennäistä viestintää solujen välillä keho ei pystyisi aistimaan ympäristöä ja reagoimaan siihen yhtenäisenä kokonaisuutena.