In der Nervenzelle ist der Bereich des Axonhügels der Summationsort für sämtliche Signale die über die Dendriten aufgenommen werden. Bei der Summation werden sämtliche ankommende elektrische Signale miteinander verrechnet, sozusagen aufsummiert. Während exzitatorische postsynaptische Potentiale (EPSP) eine steigende elektrische Spannung verursachen, hemmen inhibitorische postsynaptische Potentiale (IPSP) eine mögliche Reaktion am Axon. Allerdings wird nur ein Aktionspotential ausgelöst, wenn die Summation aus hemmenden (IPSP) und erregenden (EPSP) postsynaptischen Signalen einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Dieser liegt in der Nervenzelle bei ungefähr -50 mV. Damit das kritische Schwellenwertpotential überschritten wird, genügt eine Veränderung von 20mV. Hierbei gilt das sogenannte "Alles-oder-nichts-Gesetz" (engl. All-or-none law). Entweder die ankommenden Potentiale sorgen für das vollständige Auslösen der Reaktion oder die Reaktion wird überhaupt nicht ausgelöst.

Es gibt zwei Möglichkeiten der Summation:

Die räumliche Summation (Intersummatorisch durch mehrere Synapsen): EPSP und IPSP von mehreren verschiedenen Synapsen erreichen den Axonhügel. Summe der Spannung über dem Schwellenwert = Aktionspotential; Summe der Spannungen unter dem Schwellenwert = kein Aktionspotential
Die zeitliche Summation (Intrasummatorisch durch eine Synapse): Mehrere EPSP oder IPSP einer einzigen Synapse erreichen innerhalb einer sehr kurzen Zeit den Axonhügel. Ob ein Aktionspotential ausgelöst wird oder nicht gilt analog zur räumlichen Summation: Summe der Spannung über dem Schwellenwert = Aktionspotential; Summe der Spannungen unter dem Schwellenwert = kein Aktionspotential