Hodgkin en Huxley onderzochten de geleidbaarheid van het membraan van een reuze-zenuwvezel (reuze-axon) van een pijlinktvis.

Zij betrokken in hun model alleen kalium- en natriumkanalen, plus een lekkanaal (voornamelijk $\mathrm{K}^{+}$ lekkage) en hanteerden het volgende elektrische analogon:

Tot zover nog niet zo heel veel nieuws onder de zon en ook Hodgkin en Huxley hanteerden de volgende definitie van de geleidbaarheid $g_\mathrm{ion}$ van een ionkanaal:

$$I_\mathrm{ion}=g_\mathrm{ion}\cdot (V_m-E_\mathrm{ion})$$ waarbij $I_\mathrm{ion}$ de elektrische stroom door het ionkanaal ten gevolge van de elektrochemische drijvende kracht die ontstaat door het verschil tussen de membraanpotentiaal $V_m$ en de Nernstpotentiaal van het ion. Maar in tegenstelling tot wat we tot nu toe verondersteld hebben, hoeft de geleidbaarheid van een ion niet constant te zijn. Voor het lekkanaal veronderstellen we dat wel, maar voor kalium- en natriumkanalen kiezen we wel een regelbare geleidbaarheid en meer in het bijzonder een spanningsafhankelijke geleidbaarheid. In het elektrisch analogon staat er door de weerstand dan ook een pijl getrokken om aan te geven dat de geleidbaarheid niet constant is.

Hodgkin en Huxley onderzochten experimenteel hoe de geleidbaarheid van natrium- en kaliumkanalen afhangt van de membraanspanning en als functie van tijd veranderen. Zij stelden vervolgens formules voor die de geleidbaarheid van natrium- en kaliumkanalen als functie van de spanning en tijd goed beschrijven, dat wil zeggen dat de modelresultaten met meetresultaten goed met elkaar overeenstemmen. Veel van de veronderstellingen die Hodgkin en Huxley in hun model maakten zijn later met nieuwe experimentele methodes geverifieerd en onderbouwd. In 1963 ontvingen Hodgkin en Huxley voor hun baanbrekende werk de Nobelprijs.

Uit het model van Hodgkin en Huxley volgt dat actiepotentialen teweeg worden gebracht door wijzigingen in de geleidbaarheid van kalium- en natriumkanalen in het membraan. Het lekkanaal heeft in dit model een constante waarde. Om de geleidbaarheid van het membraan voor kalium- en natriumkanalen afzonderlijk te kunnen bepalen gebruikten zij twee experimentele technieken die op dat moment net nieuw waren, namelijk space-clamp en voltage-clamp.