Рефрактерный период после каждого импульса существует из-за свойств ионных каналов, которые регулируют движение ионов внутрь клетки и из неё. 12

Во время рефрактерного периода натриевые каналы в основном инактивированы, а калиевая проводимость высока. 1 Из-за этого распространение регенерирующего процесса в обратную сторону невозможно. 1

Кроме того, мембранный потенциал внутри аксона становится всё более отрицательным по сравнению с внешней стороной мембраны. 2 Пока калиевая проводимость не вернётся к значению в состоянии покоя, потребуется больший стимул, чтобы вызвать срабатывание потенциалов действия. 2

Таким образом, рефрактерный период служит для защиты клеток от слишком быстрых повторных возбуждений, что важно, например, для сердца. 4