Da bi razumeli kalcij in akcijski potencial, je najbolje, da ta proces pogledamo kot celoto. Izpuščanje kemičnih impulzov po živčnih poteh lahko razumemo kot akcijski potencial. Ta proces je potreben, da nevroni sproščajo kemikalije, imenovane nevrotransmiterji. Nevrotransmiterji olajšajo medcelično komunikacijo v živčnem sistemu in so bistveni za njegove procese. Kalcij ima pomembno vlogo pri tem, da se to zgodi.
Živčni sistem je medij, prek katerega telo zaznava in reagira na zunanji svet. Brez pravilno delujočega sistema človek ne bo mogel doživeti okoljskih dražljajev ali se nanje pravilno odzvati. Obstajajo senzorični vidiki, pa tudi motorični ali akcijski vidiki živčnega sistema, od katerih se večina zanaša na možgane in hrbtenjačo kot osrednji procesni postaji. Dotikanje gorilnika, na primer, prevzame senzorični živec in ga pošlje v hrbtenjačo v obdelavo, motorični živec pa sporoča telesnim mišicam, naj se skrčijo na način, ki odstrani privesek iz potencialno nevarne situacije.
Kalcij in akcijski potencial sta tesno povezana, saj omogočata, da se pojavi ta primer dražljaja in delovanja. Akcijski potencial se ne more zgoditi brez sprožilnega dražljaja – ta je lahko naraven, kot je dotik gorilnika, ali sintetiziran, kot v primeru naprav za električni šok. Ta začetni dražljaj sproži verigo dogodkov, ki nevronom omogoča medsebojno komunikacijo. Ti elektrofiziološki dogodki dosežejo vrhunec s sproščanjem nevrotransmiterja v mikroskopsko vrzel med nevroni, znano kot sinapsa. Kalcij in akcijski potencial se tukaj združita kot kalcijevi kationi, ki pomagajo pri mobilnosti nevrotransmiterjev.
Vsaka celica, ki je razdražljiva, ne sledi enaki metodi za doseganje akcijskega potenciala; na primer, v srčnih celicah se lahko kalcij uporablja tudi kot sprožilec za odpiranje celičnih vrat, ki povzročajo velik del kemične aktivnosti, odgovorne za akcijske potenciale. Natrij in kalij sta dva najbolj tipična iona, ki sodelujeta pri sprožitvi akcijskih potencialov; vendar sta lahko povezana tudi stimulacija kalcija in akcijskega potenciala. Zapletenost te ezoterične in teoretične razlage nevronske komunikacije včasih oteži razumevanje kalcija in akcijskega potenciala, vendar na splošno razmerje med kalcijem in akcijskim potencialom pomaga sprožiti proces in prenašati nevrotransmiterje iz aksonskega terminala ali konca veje. nevrona v sinapso.