神經(jīng)纖維能夠?qū)崿F(xiàn)興奮的快速傳導(dǎo)，這主要?dú)w功于動(dòng)作電位的產(chǎn)生和傳播機(jī)制。當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞受到足夠強(qiáng)度的刺激時(shí)，細(xì)胞膜上的電壓門控鈉離子通道會(huì)打開，導(dǎo)致鈉離子大量?jī)?nèi)流，引起去極化，即細(xì)胞內(nèi)部的電位變得相對(duì)正一些。這一過程構(gòu)成了動(dòng)作電位的上升相。

隨著細(xì)胞膜內(nèi)部電位的升高，電壓門控鈉離子通道逐漸關(guān)閉，同時(shí)鉀離子通道開始開放，鉀離子向外流動(dòng)，使得細(xì)胞再次恢復(fù)到靜息狀態(tài)，這個(gè)階段被稱為復(fù)極化。在動(dòng)作電位發(fā)生過程中，神經(jīng)纖維表面的電變化會(huì)迅速沿著軸突傳播出去。

為了提高傳導(dǎo)速度，許多神經(jīng)纖維還具有髓鞘結(jié)構(gòu)，即由施萬細(xì)胞或少突膠質(zhì)細(xì)胞形成的多層膜包裹著軸突。髓鞘不僅能夠減少離子流動(dòng)，降低軸漿內(nèi)的電阻，還能使動(dòng)作電位以跳躍式的方式從一個(gè)郎飛結(jié)（未被髓鞘覆蓋的小段區(qū)域）跳到下一個(gè)郎飛結(jié)，這種方式稱為鹽躍傳導(dǎo)，大大加快了信號(hào)的傳遞速度。

此外，神經(jīng)纖維直徑的大小也會(huì)影響傳導(dǎo)速率。一般來說，直徑較大的無髓或有髓神經(jīng)纖維比細(xì)小的纖維具有更快的動(dòng)作電位傳導(dǎo)速度，因?yàn)榇笾睆娇梢詼p少軸漿內(nèi)的電阻，有利于電流的快速傳播。