只要细胞膜上的某一位点受到刺激产生AP，这个AP就会沿着细胞膜向周围传播，使整个细胞的膜都经历一次类似于受刺激部位的离子电导的改变，表现为AP沿整个细胞膜的传导。且在此传导过程中，AP的幅度随传导距离的增加而不发生任何改变，即不衰减地传导。
以神经元为例，AP可沿长轴突（即神经纤维）向末梢传导。AP的不衰减传导是通过跨膜的局部电流实现的。给某一段轴突膜加以足够强的刺激，可使其产生AP。此时这段膜内外两侧的电位差发生暂时性的倒转，即由安静时膜内为负、膜外为正的梯度，转变成兴奋时膜内为正、膜外为负的梯度。我们称这样的膜为兴奋膜。而邻近的静息膜（未兴奋的膜）内外两侧电位差仍保持膜内为负而膜外为正的状态。这样不论是在膜内还是膜外，兴奋膜和静息膜之间都存在电位差。又由于膜两侧的溶液都是导电的，所以兴奋膜和静息膜之间可发生电荷的移动，而产生局部电流。在膜外，电流从静息膜流向兴奋膜；在膜内，则由兴奋膜流向邻近的静息膜。结果是静息膜处膜内电位升高而膜外电位降低，即发生了去极化。当去极化使静息膜的膜电位达到阈电位水平时，Na+通道被大量激活而导致AP的产生。这时原来的静息膜变成了新的兴奋膜，而原来的兴奋膜经历了不应期后转变为新的静息膜。因此，所谓动作电位的传导，实际上是兴奋膜的向前移动。这样的过程在膜表面连续进行下去，就表现为兴奋沿膜传导。在实验条件下，受刺激的轴突膜处产生的兴奋，由于与左右邻近的静息膜之间都能形成局部电流，而向两个方向都能传导，称为AP的双向传导。
