从神经电生理的角度来看人体内各种信息传递都是通过动作电位传导来实现的。动作电位可以起源于细胞，也可起源于轴索。对于运动神经来说，动作电位产生是由于刺激了运动神经纤维，冲动又通过神经肌肉接头而到达肌肉，从而产生肌肉动作电位。对于感觉神经来说，电位是通过刺激感觉神经产生并且沿着神经干传导。

细胞膜将细胞外液和细胞内液隔离开，在细胞外液和细胞内液内均含有大致相同的电解质。但相对于细胞外液来说，细胞内液内含有更多的负电荷，造成膜内外存在一定的电位差，而且细胞内相对细胞外更负，这种电位差即为静息跨膜电位（resting membrane potential）。人类骨骼肌的静息跨膜电位是-90mV，但在不同的组织有所不同，大约在-20mV到-100mV之间。就细胞内外离子分布情况而言，细胞内液中钾离子浓度远远高于氯离子和钠离子浓度。在正常情况下，离子流入和流出量基本相等，维持一种电平衡，而这种平衡的维持，需要有钠钾泵存在。

神经系统的各种信息是通过动作电位传导的，动作电位起源于细胞体或轴索末端并且沿着神经纤维传播。虽然神经和肌肉在解剖结构上有所不同，但两者细胞膜的生理学基础基本相同。在静息期，钾离子可以自由通过细胞膜，而钠离子则不能，当细胞膜受到电或其他刺激时，就进行一次去极化，此时，钠离子通道打开，钠离子通透性明显提高，钠离子的进入使细胞去极化（depolarization），这种去极化又反过来促进钠离子流入，此时，不论刺激的性质是什么，只要钠离子去极化达到临界水平即阈值时，就会产生一个动作电位（action potential）。在已经去极化的膜上，钾离子通透性将随之增加，而钠离子通透性则逐渐降低到静息电位水平，使动作电位突然下降到静息水平。此时，钾离子导电性暂时性增加，使膜超极化，随后再缓慢回到静息电位水平，完成一个复极化周期，这就形成了动作电位产生的生理基础。也就是说在神经干上要产生动作电位须有两步：一是由外在刺激引起的不断升级的阈下兴奋；二是由钠离子导电性增加引起的超阈兴奋。而静息跨膜电位中的一个局部阈下兴奋，在神经干的扩散过程中会因为距离的增加而很快消退，而阈水平刺激达到去极化后就会引起一个按全或无现象进行的动作电位。例如，当用一种弱电流刺激神经干时，阴极下负电核聚集于膜外，使得膜内相对为正性（即阴极去极化），在阳极下，负电核离开膜表面，使膜内相对为负性（即阳极超极化），当去极化达到10～30mV时，就达到了动作电位发放的临界点，于是一个不受刺激种类和强度影响的动作电位就产生了。在轴索处产生动作电位后，它沿着神经轴索向两端扩散，在有髓神经纤维上，动作电位只在郎飞结之间跳跃式传播，而在无髓神经纤维上，则是持续缓慢向外扩散。

不论神经传导或针电极肌电图，其记录电极所记录到的电位都是细胞内电位经过细胞外体液和周围组织传导而来的，这种传导方式叫容积传导（volume conduction）。容积传导又根据其电位发生源和记录电极之间的距离远近分为近场电位（near-field potential）和远场电位（far-field potential），神经传导和肌电图都记录的是近场电位。而近场电位通常只有当电位发生源和记录电极很近时才能记录到，并且越近，记录到电位波幅就越高。例如：运动神经传导检查中用表面电极在肌肉表面记录到的混合肌肉动作电位、感觉神经传导中用表面电极在距离神经很近处记录到的感觉神经电位和肌电图针电极在肌肉轻收缩时记录到的运动单位电位都属于近场电位。在神经电生理检查中，凡是向上的波均被称为负相波，向下的波均被称为正相波。当容积传导的这种近场电位接近，通过并且离开记录电极下时，就会产生一个典型的三相波（图2-1），而多数感觉神经或混合神经电位都具有这种典型三相波，即先正相波，后负相波，最后又是正相波。早期的正相波代表着电位从刺激点到记录电极下的传导时间，不过，当记录电极非常接近电位发生源时，这种早期的正相波就会消失，这主要是由于两者之间距离太近，缺乏一个电位逐渐变化过程。当容积传导的这种近场电位位于记录电极下面时，就会出现一个典型的双相波，负相在先，正相在后，这也是常规运动神经传导中记录到的典型波形。