具有兴奋性的组织或细胞，并不是对任何程度的刺激都能表现兴奋或产生动作电位。可引起组织兴奋，即引起组织产生动作电位的刺激，需在三个方面达到某一临界值。这三个方面是：刺激强度、刺激的持续时间、刺激强度对时间的变化率（图）。不仅如此，这三方面的临界值参数可以互相影响，即任何一个变化时，其它的也跟着变化。为说明刺激的各参数间的相互关系，可将其中某个参数固定于某一数值，再观察其余两个的相互影响。
在实验中固定使用方波电刺激（刺激强度的变化率最高，组织不易发生适应）时，即固定了刺激强度对时间的变化率。此时以刺激强度为纵坐标，刺激的持续时间为横坐标，作图记录每一刺激持续时间下能引起组织兴奋的最小刺激强度，即得到强度-时间曲线（Strength-duration curve）。该曲线可以说明刺激强度和刺激持续时间的相互关系，以及何种刺激才能引起组织兴奋并由此判定组织兴奋性的高低。
实验证明：在强度对时间变化率保持不变的情况下，在一定范围内，引起组织兴奋所需的最小刺激强度，与该刺激的持续时间成反变的关系。
曲线左下方的任何一点代表：这一刺激强度和刺激持续时间的组合不能引起组织兴奋，而曲线上及其右上方的任何一点代表：此种刺激强度和刺激持续时间组合，可引起组织兴奋（图）。
1.基强度（rheobase）：强度-时间曲线的延长时，与横坐标不会相交，即不论刺激作用时间怎么延长，引起组织兴奋的刺激强度均不能低于某一个刺激强度，这一刺激强度称为基强度。
2.时值（chronaxie）：用两倍于基强度的强度刺激组织时，所需要的最短作用时间称为时值，时值也可以作为兴奋性高低的指标（以时间来度量）。
3.阈强度（threshold intensity，常用阈值 threshold表示）：在实验室中，比较组织的兴奋性时，一般使用方波刺激、而且刺激的作用时间常固定于某一适当数值。 固定上述两个参数时，引起组织兴奋的最低刺激强度称为阈强度，简称阈值。阈强度可作为衡量组织兴奋性高低的指标。组织的兴奋性∝1/阈强度， 阈强度越低，表示该组织的兴奋性越高，阈强度越高，组织的兴奋性越低。
4.阈下刺激（subthreshold stimulus）：强度低于阈值的刺激称为阈下刺激。
5.阈上刺激（suprathreshold stimulus）： 强度高于阈值的刺激称为阈上刺激。