当细胞遭遇阈刺激或超过其耐受的刺激时，细胞膜上的钠离子通道会受到轻微开启，少量的钠离子开始流入，导致膜的静息电位值减小，膜电位发生去极化现象。当这个去极化过程达到一个特定的临界点，由于钠离子通道的电压依赖性，会引发大量钠离子通道的激活和开放，引发快速且大规模的钠离子内流，从而引发动作电位的爆发。这个引发钠离子通道突然大量开放的特殊膜电位值，被称为阈电位。相比于静息电位，阈电位通常低10到20毫伏，比如神经纤维的静息电位为-70毫伏，其阈电位则约为-55毫伏。任何能将膜从静息电位提升到阈电位的刺激，都有可能触发动作电位，从而产生兴奋。阈电位可以形象地比喻为“燃点”，标志着细胞兴奋的起点。

从电生理学的角度来看，动作电位的产生过程或其定义就是兴奋，而细胞对刺激产生动作电位的能力，即为兴奋性。静息电位的稳定是兴奋性的基础，静息电位与阈电位之间的差距大小对细胞的兴奋性有直接影响。如果这个差距增大，细胞的兴奋性相应下降。简而言之，阈电位是触发细胞膜钠离子通透性剧增的转折点，其动态平衡决定了细胞的兴奋性状态。