Мембраналық теорияға сойкес әрекет потенциалы ұлпаның қозған және қозбаған учаскелері арасыңда потенциалдар айырмасының пайда болуына байланыспы туындайды. Ұлпаның қозған жерінде теріс заряд қалыптасып, қозбаған жерінде оң заряд сақталады. Әрекет потенциалы мембрана арқылы иондар легінің өту жылдамдығының өзгеруімен байланысты туындайды.
Алдымен тітіркендіргіш әсерімен жасуша мембранасында үйексіздену үрдісі жүреді. Үйексіздену белгілі шекке жеткенде натрий арналары ашылып, мембрананың натрий иондарына өтімділігі тыныштык, күймен салыстырғанда 500 есе артады. Осының нәтижесінде оң зарядты натрий иондарының басым бөлігі жасуша ішіне өтеді де, жасуша аралық сұйықта қалған аниондар (негізінен хлор иондары) мембрана беткейін теріс зарядтайды. Аз ғана уақытган кейін (0,5-1,5 мс) бұл арналар жабылып, натрий иондарының жасушаға өту қарқыны төмендейді. Осыдан кейін мембрананың калий иондарына деген өтімділігі 10-15 есе артады. Бұл иондар жасушадан жылдам шығады да, жасуша мембранасының бастапқы өрісі қалпына келтіріледі, басқаша айтқанда мембрана сырт жағынан оң, іш жағынан теріс зарядқа ие болады.
