能使Na+通道大量開放從而產生動作電位的臨界膜電位。（或能使膜出現Na+內流與去極化形成負反饋的膜電位值）稱為閾電位。在一定的刺激持續時間作用下，引起組織興奮所必需的最小刺激強度，稱為閾強度。比閾電位弱的刺激，成為閾下刺激，他們只能引起低于閾電位值的去極化，不能發展為動作電位。閾下刺激未能使靜息電位的去極化達到閾電位，但他也能引起該段膜中所含Na+通道的少量開放，這是少量Na+內流造成的去極化和電刺激造成的去極化疊加起來，在受刺激的局部出現一個較小的去極化，成為局部興奮或局部反應。
其特點為：
①它不是“全或無”的，在閾下刺激的范圍內，隨刺激強度的增大而增大；
②不能在膜上作遠距離的傳播，但由于膜本身由于有電阻和電容特性而膜內外都是電解質溶液，發生在膜的某一點的局部興奮，可以使鄰近的膜也產生類似的去極化，但隨距離加大而迅速減小以至消失，成為電緊張性擴布；
③局部興奮可以互相疊加，當一處產生的局部興奮由于電緊張性擴布致使臨近處的膜也出現程度較小的去極化，而該處又因另一刺激也產生了局部興奮，雖然兩者單獨出現時都不足以引起一次動作電位，但如果遇到一起時可以疊加起來，以致有可能達到閾電位引發一次動作電位，稱為空間性總和。局部興奮的疊加也可以發生在連續數個閾下刺激的膜的某一點，亦即當前面刺激引起的局部興奮尚未消失時，與后面刺激引起的局部興奮發生疊加，稱為時間性總和。
在刺激超過閾強度后，動作電位的上升速度和所能達到的最大值，就不再依賴于所給刺激的強度大小了。即只要刺激達到足夠的強度，再增加刺激強度并不能使動作電位的幅度有所增大。
此外，動作電位并不是只出現在受刺激的局部，他在受刺激部位產生后，還可沿著細胞膜向周圍傳播，而且傳播的距離并不因為原處刺激的強度而有所不同，直至整個細胞的膜都依次興奮并產生一次同樣大小和形式的動作電位。即動作電位的“全或無”現象。