能引起机体或细胞发生反应的环境变化，称为刺激。刺激有：①物理性刺激，如声、光、电、温度等。②化学性刺激，如酸、碱、药物等。③生物性刺激，如细菌、病毒等。在人类，社会因素和心理活动形成的刺激对人体功能活动和疾病发生发展都具有十分重要的作用。
机体或细胞受到刺激后所发生的功能活动的变化，称为反应。反应可分为两种：一种是由相对静止变为活动状态，或活动增强，称为兴奋；另一种是由活动变为相对静止状态，或活动减弱，称为抑制。刺激引起的反应是兴奋还是抑制，取决于刺激的质和量以及当时机体的功能状态。
作为能引起反应的刺激一般要具备三个条件，即一定的强度、一定的持续时间和一定的强度变率。刺激的这三个条件可以互相影响，其中一个或两个的值改变时，其余的值也会发生相应的改变。电刺激的三个条件易于控制，且可重复使用而不易损伤组织，所以实验中常使用电刺激。当刺激的持续时间和强度变率都固定时，引起组织发生反应的最小刺激强度，称为阈强度或阈值。阈强度的刺激称为阈刺激，小于阈强度的刺激称为阈下刺激，大于阈强度的刺激称为阈上刺激。阈刺激和阈上刺激称为有效刺激。
组织兴奋性的高低可用阈值来衡量，两者呈反变关系。即组织兴奋性高则阈值低，兴奋性低则阈值高。神经、肌肉、腺体的兴奋性较高，生理学上称为可兴奋组织。可兴奋组织兴奋时的外部表现尽管不同，如肌肉收缩、腺体分泌等，但它们共同的、最先出现的反应都是在受刺激的局部细胞膜出现了特征性电变化，即动作电位；而兴奋时的外部表现，都是由动作电位进一步触发或引起的。由此可见，研究兴奋就需要研究细胞的生物电现象。