Aktsioonipotentsiaali repolarisatsioon on üks närviimpulsi edastamise etappidest. Närviimpulsid on elektrokeemilised sõnumid, mis saadetakse piki neuroni või närviraku pikkust dendriitidest aksoni terminaalsetesse pungadesse. Väidetavalt edastavad teated elektrokeemiliselt, kuna kehas olevad kemikaalid põhjustavad elektrilise signaali liikumist läbi neuroni. Neuroni etapid on puhkeperiood, aktsioonipotentsiaali depolarisatsioon ja aktsioonipotentsiaali repolarisatsioon.
Närvisüsteemis mängivad elektriliselt laetud ioonid peamist rolli närviimpulsi saatmisel. Eelkõige on kaasatud konkreetsed ioonid naatrium, kaalium, kloriid ja kaltsium. Nii naatriumil kui ka kaaliumil on positiivne laeng +1, kaltsiumil aga +2. Kloriidiioonid on negatiivselt laetud (-1).
Kui neuron puhkab või närviimpulssi ei saadeta, kontrollib rakumembraan, millised ioonid on rakus ja millised hoitakse sellest väljaspool. Selle tulemusena on neuroni sisemuses negatiivne laeng võrreldes seda ümbritseva alaga. Membraanis olevad ioonikanalid ja pumbad neutraliseerivad ioonide difusiooni mõju, et säilitada puhkepotentsiaal ligikaudu -70 millivolti (mV).
Närviimpulsi saatmiseks peab neuronis tekkima aktsioonipotentsiaal. Neuronite depolarisatsioon on vajalik aktsioonipotentsiaali saatmiseks mööda närvirakku. See tähendab, et läbi neuroni rakumembraani toimub ioonide vahetus, mis on põhjustatud teatud tüüpi stimulatsioonist. Kui neuronit stimuleeritakse, avanevad membraanis olevad naatriumikanalid, mis võimaldab naatriumioonidel närvirakku tungida. Mida rohkem naatriumioone neuronisse siseneb, muutub raku sisemus võrreldes selle välispinnaga üha positiivsemaks.
Aktsioonipotentsiaali saatmiseks peab olema saavutatud läviväärtus vähemalt -55 mV. Kui läve ei saavutata, siis aktsioonipotentsiaali ehk närviimpulssi ei saadeta. Kui lävi on saavutatud, avaneb suurem osa naatriumioonikanalitest, nii et rakusisene laeng ulatub +30 mV-ni. See teravik on aktsioonipotentsiaal, mis on elektriline impulss, mis liigub närviraku pikkuses. Aktsioonipotentsiaal stimuleerib neuroni järgmist osa, samas kui eelmine lõik hakkab läbima aktsioonipotentsiaali repolarisatsiooni.
Aktsioonipotentsiaali repolarisatsiooni käigus viiakse neuroni suhteline laeng tagasi puhkeolekusse. Kui saavutatakse +30 mV, hakkavad kaaliumikanalid avanema ja naatriumikanalid sulguma. Kui kaaliumikanalid avanevad, tormab kaalium rakust välja, et proovida tasakaalustada laenguid mõlemal pool membraani. Kaaliumikanalid jäävad avatuks kuni puhkepotentsiaali -70 mV saavutamiseni.