O impulso nervoso inicia-se quando o neurônio sofre um estímulo suficientemente forte para desencadeá-lo. Isso acontece quando uma membrana está em potencial de repouso, uma condição em que a superfície interna da membrana possui carga negativa em relação à superfície externa. Nessa condição, há uma diferença de potencial entre o interior e o exterior de, aproximadamente, -70 mV. Isso ocorre porque as concentrações de Na+ (sódio) fora da célula são muito maiores do que as concentrações na parte interior. O K+ (potássio), por sua vez, é encontrado em maior quantidade dentro da célula. Essa concentração é mantida pela bomba de sódio-potássio, um caso específico de transporte que bombeia íons contra gradientes de concentração.
Quando um neurônio estabelece uma voltagem através da membrana por meio da bomba de sódio-potássio, o transporte é:
