В наиболее изученном возбуждающем химическом синапсе - нервно-мышечном синапсе - последовательно происходит следующее:
1. Деполяризация пресинаптического окончания мотонейрона пришедшим потенциалом действия.
2. Активация потенциал-зависимых кальциевых каналов.
3. Вхождение кальция приводит к локальному увеличению концентрации кальция в нервном окончании.
4. Синхронизированное дозированное ("квантовое") высвобождение нейромедиатора из пресинаптического окончания (согласно везикулярной гипотезе, нейромедиатор, упакованный в синаптические везикулы, высвобождается в синаптическую щель посредством экзоцитоза).
5.Диффузия нейромедиатора через синаптическую щель.
6. Связывание нейромедиатора со специфическими рецепторами постсинаптической мембраны.
7. Опосредованное рецептором открытие ионных каналов, которое приводит к формированию возбуждающего постсинаптического потенциала (потенциала концевой пластинки в нервно-мышечном синапсе).
8. Инициация потенциала действия в постсинаптическом нейроне, если постсинаптический потенциал достигает порога активации.