Et aktionspotentiale er et hurtigt, alt-eller-intet elektrisk signal, der bevæger sig langs plasmamembranen af en neuron. Det er det grundlæggende middel, hvormed neuroner kommunikerer med hinanden. Aktionspotentialer genereres ved åbning og lukning af ionkanaler i neurons membran, som tillader ioner at strømme ind og ud af neuronen. Denne ændring i det elektriske potentiale på tværs af membranen får aktionspotentialet til at forplante sig ned i neurons axon.
Aktionspotentialer er essentielle for en række neurale funktioner, herunder transmission af information mellem neuroner, kontrol af muskelsammentrækninger og regulering af kirtelsekretioner.