神経末端に活動電位が達すると電位依存性のカルシウムイオン (Ca2＋) チャネルからCa2＋ が神経末端の細胞内に流入し，これが引き金となりシナプス小胞からのアセチルコリン分子 (ACh) の放出が一斉に生じる．このアセチルコリンが筋膜側の受容体 (AChR) と結合すると，受容体から陽イオンが流入し周囲の膜は脱分極する (終板電位EPP)．この脱分極が閾値をこえるとナトリウムイオン (Na＋) チャネルが開口し，筋線維に活動電位が発生し，筋線維の収縮が始まる．結合後のAChはアセチルコリンエステラーゼで分解される (AChE)．シナプス小胞からのアセチルコリン放出が減少したり，受容体の数や感受性が減少すると神経筋伝達は不安定となる．