Nii astmeline potentsiaal kui ka aktsioonipotentsiaal tulenevad plasmamembraani puhkepotentsiaali depolarisatsioonist. Selle depolarisatsiooni tugevus tähistab erinevusi astmelise potentsiaali ja aktsioonipotentsiaali vahel. Gradeeritud potentsiaalid on neist kahest nõrgemad, kuid neil on võime genereerida tegevuspotentsiaale.
Astmeline ehk lokaalne potentsiaal on puhkepotentsiaali depolariseerumine stiimuli tõttu, mida rakendatakse ainult ühele plasmamembraani piirkonnale. Selle muutuse võivad põhjustada retseptoritega seonduvad molekulid, mehaaniline stimulatsioon või membraani laengu, temperatuuri või läbilaskvuse muutus. Potentsiaali suurus sõltub stiimuli tugevusest ja sagedusest. Need potentsiaalid võivad plasmamembraanist allapoole kanda vaid lühikese vahemaa ja muutuvad seda nõrgemaks, mida kaugemale nad liiguvad.
Kui membraanile on juba rakendatud üks lokaalne stiimul ja see ei ole veel naasnud puhkepotentsiaali, kui rakendatakse teist lokaalset stiimulit, võivad need kaks stiimulit kombineerida. See loob suurema potentsiaali, mis võib liikuda membraanist kaugemale. Kuna astmelised potentsiaalid kasvavad jätkuvalt tugevamaks, on neil potentsiaal membraani depolariseerida üle selle läve. Pärast künnise saavutamist tekib aktsioonipotentsiaal.
Aktsioonipotentsiaal tuleneb membraani suurest depolarisatsioonist, mis põhjustab selle künnise jõudmise. Pärast seda tekib aktsioonipotentsiaal ja seda ei saa vältida; seda nimetatakse kõik või mitte ühtegi põhimõtteks. Kas on piisavalt depolarisatsiooni, et tekitada aktsioonipotentsiaal, mis kannab läbi kõik kolm faasi, või mitte.
Pärast künnise saavutamist läbib membraan depolarisatsioonifaasi, mille käigus naatriumioonid sisenevad kiiresti rakku. See muudab laengu positiivsemaks. Repolarisatsiooni teises faasis voolavad kaaliumiioonid kiiresti rakust välja, toimides naatriumiioonidele vastu ja pannes membraani tagasi liikuma oma puhkeoleku negatiivse laengu suunas.
Sel hetkel naatriumiioonid enam rakku ei sisene, kuid mõned kaaliumiioonid hajuvad endiselt välja. See põhjustab rakus varasemast negatiivsema laengu, mis võimaldab rakul enne teise aktsioonipotentsiaali suunamist oma puhkepotentsiaali taastada. Sellel järelpotentsiaali perioodil võib stiimul tekitada aktsioonipotentsiaali, kuid hüperpolarisatsiooni tõttu peaks stiimul olema selleks palju tugevam kui tavaliselt.
Kehasiseses suhtluses on olulised nii astmeline potentsiaal kui ka tegevuspotentsiaal. Tegevuspotentsiaal on viis, kuidas keha saadab teavet ühest kohast teise. Ajus olevad sünapsid suhtlevad üksteisega tegevuspotentsiaalide kaudu. Ajust lihastesse ja muudesse organitesse suunduvad sõnumid saadetakse neurotransmitterite abil toimepotentsiaalide kaudu, nagu ka sõnumid elunditest tagasi ajju.