Neurono veikimo potencialas, neurone kilęs ir jo kūno bei ataugų membrana sklindantis jaudinimas. Tai pagrindinis nervų sistemos signalas. Šie nerviniai impulsai, jų dažnumas, pasiskirstymas laike ir nerviniame audinyje yra visos informacijos kodai. Ramybės būsenoje neurono vidus turi neigiamą krūvį, o išorė - teigiamą. Šį potencialų skirtumą lemia nevienodas teigiamų ir neigiamų jonų pasiskirstymas puslaidės neurono membranos išorės ir vidaus pusėje. Nervinis impulsas prasideda ramybės potencialo mažėjimu. Kai potencialas sumažėja iki tam tikro kritinio lygio, kyla į sprogimą panašus procesas; ramybės potencialas sumažėja iki nulio ir sujaudintoje vietoje vidus pasidaro netgi daugiau teigiamas, negu išorė, o po to staiga ramybės potencialas vėl atgauna pirmykštį lygį. Kilęs nervinis impulsas jaudina šalia esančius membranos taškus ir taip sklinda neurono aksonu. Nervinio impulso generavimas užtrunka apie 0,5 s. Nervinis impulsas nepriklauso nuo dirginimo stiprumo ir kokybės, jo sklidimo greitį (0,2-180 m/s) lemia nervinio audinio temperatūra, aksonų skersmuo ir jų sandara. Neurono vieta, kurioje kyla nervinis impulsas, kurį laiką būna visiškai arba iš dalies nejautri. Šis neurono nejautrumo laikas vadinamas refrakteriniu periodu. Nors nejautrumas trunka trumpai, stuburo smegenų judėjimo neuronai (motoneuronai) gali generuoti iki 500, o tarpiniai neuronai (slopinantys motoneuronus) - net iki 1000 nervinių impulsų per sekundę. Aksono galūnėlėse nervinis impulsas užgęsta. Tačiau jis spėja suaktyvinti specialios medžiagos - mediatoriaus - išsiskyrimą. Ši medžiaga keliauja per sinapsinį plyšelį ir jaudina kito neurono ar efektorinės ląstelės membraną. Jei mediatoriaus išsiskiria pakankamai, postsinapsinėje membranoje kyla naujas jaudinimas - nervinis impulsas.