所谓肌电，是指肌肉活动时产生的局部电信号，由神经肌肉活动时出现的瞬间电位差引发。神经肌肉兴奋时会产生一个从-90mV到100mV左右的电位波动，所形成的电位差被称为动作电位。动作电位可以在整条神经的神经元、以及整块肌肉的肌肉纤维中依次产生，所形成的局部电流在空间和时间上会有一个叠加，最终表现为肌电。
肌电是动作电位在时间和空间上的叠加，是出现兴奋的神经元和肌肉纤维（肌肉细胞）所产生的局部电流的汇聚。从理论上来讲，可以测量到的肌电的电压大概在30mV左右，但由于人体是一个不良导体，再加上测试位置和测试手段所限，在皮肤表面所能测到的肌电电压只有1mV左右。
具体来讲，肌电的产生过程如下。
首先，由神经中枢产生兴奋。神经中枢相应位置的神经元细胞膜通透性发生改变，膜外带有正电的Na离子和K离子迅速进入膜内，使神经元内外出现电位波动，所引发的局部电流对相邻神经元产生刺激，受到刺激的神经元产生兴奋并再次出现电位波动和局部电流......如此逐级出现兴奋产生局部电流，电信号如同多米诺骨牌一般由中枢神经到周围神经再到神经末稍进行传递，沿途所产生的一系列局部电流虽然会逐步衰减，但对于最末端而言依然会有一个持续的、叠加的电位差和电流，成为构成肌电信号的因素之一。
当神经系统产生的电信号传至神经末稍时，神经末稍会通过化学递质向相邻的肌肉细胞（肌肉纤维）传递信号，肌肉细胞受到刺激后会以相似的方式产生与上面所述相近的动作电位，并对肌肉细胞内肌原纤维的相应机构产生刺激，使终池释放钙离子，钙离子与原肌球蛋白结合后释放肌动蛋白的活性，再由肌球蛋白的横桥与肌动蛋白相连，使ATP释放能量，并使肌小节产生收缩，最终形成肌肉收缩。
在这个过程中，肌肉细胞会产生一个显著的、更加易于测量的动作电位，这个动作电位是构成肌电信号的另外一个重要因素。
综上所述，我们在皮肤表面或肌肉深处所测量到的肌电信号其实是一个由远到近的、在时间上有先后次序的、由无数相关神经元和肌肉细胞产生的电位差和电流。通过肌电信号的测量，我们可以感知、探测和诊断肌肉和神经活动，对疾病的诊断、动作的分析及改善都有帮助。
