La maggior parte degli assoni trasmette segnali sotto forma di potenziali d'azione, che sono impulsi elettrochimici che viaggiano rapidamente lungo l'assone, dal corpo cellulare al punto in cui l'assone effettua il contatto sinaptico con la cellula bersaglio. Il potenziale d'azione è "tutto o niente", ovvero che ha la stessa dimensione e forma. Questa caratteristica consente di trasmettere i potenziali da un'estremità all'altra mantenendo intensità costante. Esistono, tuttavia, alcuni tipi di neuroni con assoni corti che trasmettono segnali elettrochimici graduati, di ampiezza variabile.