Hinter den Abkürzungen EPSP und IPSP stecken zwei Wirkprinzipien an der Synapse. Entweder wird an der postsynaptischen Membran durch den Einstrom positiv geladener Ionen ein positiveres Membranpotential ausgelöst, das zur Auslösung eines Aktionspotentials am Axonhügel beitragen kann, oder das Membranpotential wird durch den Einstrom negativ geladener Ionen negativer, sodass die Ausbildung von Aktionspotentialen am Axonhügel eher gehemmt wird. Man spricht dabei entsprechend von einem exzitatorischen (erregenden) postsynaptischen Potential (EPSP) oder einem inhibitorischen (hemmenden) postsynaptischen Potential (IPSP).

Ob eine Nervenzelle an der nachfolgenden Nervenzelle ein exzitatorisches oder inhibitorisches postsynaptischen Potential auslöst, hängt von der Art des Neuro­transmitters, der abgegeben wird, sowie den Rezeptoren der postsynaptischen Membran ab. Manche Transmitter öffnen Natriumkanäle (erregend), während andere Chlorid- oder Kaliumkanäle (hemmend) öffnen. Eine Synapse kann immer nur entweder eine erregende oder hemmende Funktion haben. Unabhängig davon, ob es sich um eine erregende oder hemmende Synapse handelt, kommt es im Endknöpfchen zu einer Depolarisation oder Hyperpolarisation.

An einer Nervenzelle können viele Endknöpfchen verschiedenster Nervenzellen ansetzen und ihren Transmitter ausschütten. Dadurch können verschieden wirkende Transmitter an unterschiedlichen Stellen der Nervenzellen EPSPs und IPSPs ausbilden. Die Verrechnung dieser postsynaptischen Potentiale findet am Axonhügel statt.

Je mehr erregende Synapsen wirken, desto positiver wird das Membranpotential. Je mehr hemmende Synapsen wirken, desto negativer wird das Membranpotential. Je nachdem, wie stark positiv bzw. negativ das Membranpotential ist, kann es am Axonhügel zur Ausbildung von APs kommen.

Die räumliche Summation beschreibt also die Verrechnung vieler Synapsen untereinander.

Die zeitliche Summation befasst sich hingegen mit den Signalen jeder einzelnen Synapse. Man muss sich dabei klar machen, dass eine Information nicht immer aus nur einem Aktionspotential besteht. Es Es handelt sich vielmehr um eine Frequenz von APs. Je mehr Aktionspotentiale innerhalb einer Zeitspanne in der Präsynapse eintreffen, desto größer wird die Transmitterkonzentration im synaptischen Spalt und entsprechend auch die Wirkung auf die postsynaptischen Zellen sein. Wie stark die Wirkung einer Information auf das Membranpotential ist, hängt also auch von der Frequenz ab.

Zusammengefasst findet an jeder Synapse eine zeitliche Summation der Aktionspotentiale statt, während alle Synapsen untereinander räumlich summiert werden. Es passiert immer beides gleichzeitig.