Gdy potencjał czynnościowy dojdzie do zakończeń synaptycznych neuronu presynaptycznego przechodzą do nich z płynu zewnątrzkomórkowego jony wapnia. Pod wpływem jonów wapnia pęcherzyki synaptyczne ulegają fuzji z błoną i uwalniają przekaźnik nerwowy do szczeliny synaptycznej. Neuroprzekaźnik w wyniku dyfuzji rozchodzi się w szczelinie synaptycznej i wiąże z receptorami błonowymi neuronu postsynaptycznego. Receptory zamykają lub otwierają kanały jonowe co prowadzi do depolaryzacji. Gdy depolaryzacja osiągnie wartość progową, w neuronie postsynaptycznym powstaje potencjał czynnościowy.