Az ioncsatornák egyedi funkciójáért specializált funkcionális domének a felelősek. Az ioncsatornák szelektív vezetőképességéért az úgynevezett ionszelektivitási filter a felelős, mely egy adott ion számára teszi átjárhatóvá a csatornát. Az ioncsatornák szelektivitása különösen figyelemreméltó, hiszen szelektivitásuk az 1:10–100 arányt is elérheti, 106 ion/mp áteresztőképesség mellett. A szelektivitási filter az ioncsatorna pórusrégiójában elhelyezkedő néhány aminosavból álló szekvencia, melynek megváltozása az ionszelektivitás megszűnéséhez vezet. A feszültségfüggő ioncsatornák a membránpotenciál változásai által aktiválódnak, melyet az ún. feszültségszenzor érzékel. Utóbbi az ioncsatornák meghatározott régióiban található (pl. az S4 transzmembrán szegmens a Kv-csatornákban), ahol minden harmadik pozícióban pozitív töltésű aminosavak (arginin vagy lizin) helyezkednek el. A feszültségszenzor által érzékelt potenciálváltozás a szenzor által indukált konformációs változások révén aktiválja az ioncsatornát. Az ioncsatornák közül a kétkapus csatornák (pl. Nav- és Cav-csatornák) aktivációs és inaktivációs kapumechanizmussal bírnak, melynek megfelelően a csatorna három állapotban, nyugalmi (zárt), nyitott (aktivált) és inaktivált állapotban lehet (5. ábra). Amennyiben a membránpotenciál értéke a küszöbpotenciál szintjére csökken, akkor az ioncsatorna aktivációs (M) kapuja gyorsan kinyílik, így a csatorna nyugalmi állapotból nyitott állapotba kerül (aktiváció). Az aktivációs folyamat egyidejűleg, de lassabban a csatorna inaktivációs (H) kapujának záródását is elindítja (inaktiváció), de egy rövid ideig mindkét kapu nyitva van, így az ionok az adott elektrokémiai hajtóerőnek megfelelően átjuthatnak a csatornán. Az inaktivációs kapu záródásával a csatorna inaktív állapotba kerül, és inaktív marad mindaddig, amíg a membránpotenciál kellően negatív értékre vissza nem tér. Inaktív állapotban, a refrakter periódusban a csatorna nem aktiválható. Az akciós potenciál lezajlása után, amikor a membránpotenciál már kellően negatív értékre állt vissza, az aktivációs kapu zárul (deaktiváció), és az inaktivációs kapu újra kinyílik, így visszatér a nyugalmi állapot. Utóbbi folyamat a recovery, vagy az inaktivációból való visszatérés. Ez után depolarizáció hatására a csatorna ismételten aktiválható.