当动作电位传导到轴突末梢时，膜去极化引起电压门控Ca^2+通道打开，Ca^2+内流，从而引起递质释放。如果将膜外的Ca^2+浓度降低到与膜内相等的浓度，或阻断Ca^2+通道使Ca^2+内流阻带，突触前未梢在动作电位到达时将不释放递质。而且，在没有去极化时，向末梢内注入Ca^2+，也可引起递质释放，所以，Ca^2+内流是递质释放中的关键。