Para entender o potencial de cálcio e ação, é melhor analisar esse processo como um todo. O disparo de impulsos químicos através das vias nervosas pode ser considerado o potencial de ação. Esse processo é necessário para os neurônios liberarem substâncias químicas chamadas neurotransmissores. Os neurotransmissores facilitam a comunicação intercelular no sistema nervoso e são essenciais para seus processos. O cálcio desempenha um papel importante ao permitir que isso ocorra.
O sistema nervoso é o meio através do qual o corpo sente e reage ao mundo exterior. Sem um sistema que funcione adequadamente, uma pessoa não será capaz de experimentar estímulos ambientais ou reagir adequadamente a eles. Existem aspectos sensoriais, assim como aspectos motores ou de ação, no sistema nervoso, a maioria dos quais se baseia no cérebro e na medula espinhal como suas estações centrais de processamento. Tocar em um queimador, por exemplo, é captado por um nervo sensorial e enviado à medula espinhal para processamento, e um nervo motor manda os músculos do corpo se contrairem de uma maneira que remove o apêndice da situação potencialmente perigosa.
O cálcio e o potencial de ação estão intimamente relacionados ao permitir que esse exemplo de estímulo e ação ocorra. Um potencial de ação não pode acontecer sem um estímulo desencadeador – isso pode ser natural, como tocar um queimador ou sintetizado, como no caso de dispositivos de choque elétrico. Esse estímulo inicial desencadeia a cadeia de eventos que permite que os neurônios se comuniquem. Esses eventos eletrofisiológicos culminam na liberação de um neurotransmissor no espaço microscópico entre os neurônios conhecidos como sinapse. O cálcio e o potencial de ação se reúnem aqui, pois os cátions auxiliam na mobilidade dos neurotransmissores.
Nem todas as células que são excitáveis seguem o mesmo método para alcançar o potencial de ação; por exemplo, nas células cardíacas, o cálcio também pode ser usado como um gatilho para abrir as portas celulares, o que dá origem a grande parte da atividade química responsável pelos potenciais de ação. Sódio e potássio são os dois íons mais típicos envolvidos no início de potenciais de ação; no entanto, a estimulação com cálcio e potencial de ação também pode estar relacionada. As complexidades dessa explicação esotérica e teórica da comunicação neural dificultam a compreensão do potencial de ação e cálcio às vezes, mas de um modo geral, a relação entre cálcio e potencial de ação ajuda a iniciar o processo e transferir neurotransmissores do terminal axonal, ou final de ramo, de um neurônio na sinapse.