หลักฐานทางเอ็มบริโอวิทยาของการสร้างระบบนำไฟฟ้าของหัวใจช่วยให้เข้าใจบทบาทของเซลล์เฉพาะกลุ่มนี้ได้ดียิ่งขึ้น การทำงานของระบบประสาทที่ควบคุมหัวใจเริ่มต้นด้วยระบบ ประสาท พาราซิมพาเทติกโคลินเนอร์จิกอันดับแรกที่ควบคุมโดยสมองเท่านั้น จากนั้นจึงตามมาด้วยการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของ ระบบ ประสาทซิมพาเทติก อะ ดรีเนอ ร์จิกอันดับสอง ที่เกิดขึ้นจากการก่อตัวของ ปมประสาท ไขสันหลัง ส่วนอก อิทธิพลทางไฟฟ้าอันดับสามของหัวใจมาจากเส้นประสาทเวกัสเมื่ออวัยวะส่วนปลายอื่นๆ ก่อตัวขึ้น^{[ 4 ]}

กล้ามเนื้อหัวใจมีลักษณะคล้ายคลึงกับเซลล์ประสาทและกล้ามเนื้อโครงร่างอยู่บ้าง รวมถึงคุณสมบัติเฉพาะที่สำคัญบางประการ เช่นเดียวกับเซลล์ประสาท เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจจะมีศักย์เยื่อ หุ้มเซลล์เป็นลบ เมื่ออยู่ในสภาวะพัก การกระตุ้นที่สูงกว่าค่าเกณฑ์จะทำให้ช่องไอออนที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า เปิดออก และ ทำให้ ไอออน บวกไหล เข้าสู่เซลล์ ไอออนที่มีประจุบวกที่เข้าสู่เซลล์จะทำให้เกิดการลดศักย์ ไฟฟ้า ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของศักย์การกระทำ เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อโครงร่าง การลดศักย์ไฟฟ้าจะทำให้ ช่องแคลเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าเปิดออก และปล่อย Ca ²⁺ ออก จากท่อทีการไหลเข้าของแคลเซียมนี้ทำให้เกิดการปล่อยแคลเซียมจากร่างแหซาร์โคพลาสมิกและ Ca ²⁺ อิสระ จะทำให้กล้ามเนื้อหดตัวหลังจากนั้นระยะหนึ่งช่องโพแทสเซียมจะเปิดออกอีกครั้ง และการไหลของ K ⁺ออกจากเซลล์จะทำให้เกิดการคืนศักย์ไฟฟ้ากลับสู่สภาวะพัก^{[ 5 ] [ 6 ]}

มีความแตกต่างทางสรีรวิทยาที่สำคัญระหว่างเซลล์ปมประสาทและเซลล์โพรงหัวใจ ความแตกต่างเฉพาะในช่องไอออนและกลไกการโพลาไรเซชันทำให้เกิดคุณสมบัติเฉพาะของเซลล์ปมประสาท SA ซึ่งที่สำคัญที่สุดคือการเกิดดีโพลาไรเซชันโดยธรรมชาติที่จำเป็นต่อการทำงานเป็นจังหวะของปมประสาท SA

เพื่อให้การหดตัวและการสูบฉีดเลือด ของหัวใจมีประสิทธิภาพสูงสุด ระบบนำไฟฟ้าของหัวใจจึงมี:

• มี การหน่วงเวลาในการ ส่งสัญญาณจากห้องหัวใจ บนไปยังห้องหัวใจล่างอย่างมากซึ่งจะช่วยให้ห้องหัวใจบนสามารถส่งเลือดไปยังห้องหัวใจล่างได้อย่างสมบูรณ์ การหดตัวพร้อมกันจะทำให้การเติมเลือดไม่มีประสิทธิภาพและเกิดการไหลย้อนกลับ ห้องหัวใจบนและห้องหัวใจล่างถูกแยกออกจากกันทางไฟฟ้า โดยเชื่อมต่อกันผ่านทางปมเอวี เท่านั้น ซึ่งจะทำให้สัญญาณหน่วงเวลาไว้ชั่วครู่
• การหดตัวที่ประสานกันของเซลล์หัวใจห้องล่าง หัวใจห้องล่างต้องเพิ่ม ความดัน ซิสโตลิก ให้สูงสุด เพื่อดันเลือดไหลเวียนไปทั่วร่างกาย ดังนั้นเซลล์หัวใจห้องล่างทั้งหมดจึงต้องทำงานร่วมกัน
  • การหดตัวของหัวใจห้องล่างเริ่มต้นที่ส่วนปลายสุดของหัวใจ แล้วค่อยๆ เคลื่อนขึ้นไปด้านบนเพื่อสูบฉีดเลือดไปยังหลอดเลือดแดงใหญ่การหดตัวที่บีบเลือดไปยังทางออกนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าการบีบจากทุกทิศทาง แม้ว่าสัญญาณกระตุ้นจากหัวใจห้องล่างจะมาจากปุ่มเอวี (AV node) ในผนังที่กั้นระหว่างหัวใจห้องบนและห้องล่าง แต่มัดฮิส ( Bundle of His)จะนำสัญญาณไปยังส่วนปลายสุด ของหัวใจ
  • การลดขั้วไฟฟ้าแพร่กระจายไปทั่วกล้ามเนื้อหัวใจอย่างรวดเร็วเซลล์ของโพรงหัวใจหดตัวเกือบพร้อมกัน
  • ศักย์ไฟฟ้าของกล้ามเนื้อหัวใจนั้นคงอยู่นานผิดปกติซึ่งช่วยป้องกันการคลายตัวก่อนกำหนด และคงสภาพการหดตัวเริ่มต้นไว้จนกว่ากล้ามเนื้อหัวใจทั้งหมดจะมีเวลาในการเกิดการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าและหดตัวอย่างสมบูรณ์
• ไม่มี อาการ ชักเกร็งหลังจากหัวใจหดตัวแล้ว ต้องคลายตัวเพื่อรับเลือดอีกครั้ง การหดตัวของหัวใจอย่างต่อเนื่องโดยไม่คลายตัวจะเป็นอันตรายถึงชีวิต ซึ่งสามารถป้องกันได้โดยการปิดใช้งานช่องไอออนบางชนิด ชั่วคราว

ภายใต้สภาวะปกติ กิจกรรมทางไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นเองโดยโหนด SAซึ่งเป็นตัวกระตุ้นหัวใจ แรงกระตุ้นทางไฟฟ้านี้จะแพร่กระจายไปทั่วห้องหัวใจ ด้านขวา และผ่านมัดของ Bachmann ไปยัง ห้องหัวใจด้านซ้ายกระตุ้นให้กล้ามเนื้อหัวใจของห้องหัวใจหดตัว การนำส่งแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าไปทั่วห้องหัวใจจะปรากฏให้เห็นบนECGในรูปของคลื่นP ^{[ 5 ] [ 7 ]}

เมื่อกิจกรรมทางไฟฟ้าแพร่กระจายไปทั่วเอเทรียม มันจะเดินทางผ่านเส้นทางเฉพาะที่เรียกว่าเส้นทางระหว่างปมจากปม SA ไปยัง ป มAV ^{[ 8 ]}

ปมเอวี (AV node) ทำหน้าที่เป็นตัวหน่วงเวลาที่สำคัญในระบบนำไฟฟ้า หากไม่มีตัวหน่วงเวลานี้หัวใจห้องบนและห้องล่างจะหดตัวพร้อมกัน และเลือดจะไม่ไหลจากหัวใจห้องบนไปยังหัวใจห้องล่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวหน่วงเวลาที่ปมเอวีนี้ก่อให้เกิดส่วนPRบนคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) และส่วนหนึ่งของการคืนสภาพขั้วไฟฟ้าของหัวใจห้องบนสามารถแสดงได้ด้วยส่วน PR นี้

ส่วนปลายของปม AV เรียกว่าบันเดิลของฮิส [ ^{9 ] บัน}เดิลของฮิสจะแยกออกเป็นสองสาขาในผนังกั้นระหว่างห้องหัวใจ: สาขาบันเดิลซ้ายและสาขาบันเดิลขวา สาขาบันเดิลซ้ายจะกระตุ้นห้องหัวใจซ้ายในขณะที่สาขาบันเดิลขวาจะกระตุ้น ห้อง หัวใจขวา

กิ่งมัดซ้ายสั้น แยกออกเป็นมัดหน้าซ้ายและมัดหลังซ้าย มัดหลังซ้ายค่อนข้างสั้นและกว้าง มีการไหลเวียนของเลือดสองทาง ทำให้ทนต่อความเสียหายจากภาวะขาดเลือดได้ดีเป็นพิเศษ มัดหลังซ้ายส่งแรงกระตุ้นไปยังกล้ามเนื้อปาปิลลารี นำไปสู่ การปิด ลิ้นหัวใจไมทรัลเนื่องจากมัดหลังซ้ายสั้นและกว้างกว่ามัดหลังขวา แรงกระตุ้นจึงไปถึงกล้ามเนื้อปาปิลลารีก่อนการเกิดดีโพลาไรเซชัน และดังนั้นจึงเกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจห้องซ้ายล่าง ซึ่งช่วยให้เกิดการดึงรั้งเอ็นยึดลิ้นหัวใจก่อนล่วงหน้า เพิ่มความต้านทานต่อการไหลผ่านลิ้นหัวใจไมทรัลในระหว่างการหดตัวของหัวใจห้องซ้ายล่าง^{[ 5 ]}กลไกนี้ทำงานในลักษณะเดียวกับการดึงรั้งเข็มขัดนิรภัยในรถยนต์ก่อนล่วงหน้า

กิ่งก้านของมัดทั้งสองจะเรียวลงเพื่อสร้างเส้นใย Purkinje จำนวนมาก ซึ่งจะกระตุ้นกลุ่มเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจแต่ละกลุ่มให้หดตัว^{[ 5 ]}

การแพร่กระจายของกระแสไฟฟ้าผ่านกล้ามเนื้อหัวใจห้องล่างทำให้เกิดคลื่น QRSบนคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG)

เกิดการคืนสภาพขั้วไฟฟ้าของหัวใจห้องบน และถูกบดบังในช่วงคลื่น QRS ด้วยการคลายขั้วไฟฟ้าของหัวใจห้องล่างในคลื่นไฟฟ้าหัวใจ

เหตุการณ์สุดท้ายของวงจรคือการคืนสภาพขั้วของโพรงหัวใจซึ่งก็คือการคืนสภาพสู่สภาวะพัก ใน ECG การคืนสภาพขั้วประกอบด้วยจุด J ส่วน ST และคลื่น T และ U ^{[ 10 ]} ส่วน PQRS ของคลื่นไฟฟ้าหัวใจที่วัดผ่านทรวงอกได้รับอิทธิพลหลักจากระบบประสาทซิม พาเทติก ส่วน คลื่น T (และบางครั้ง U) ได้รับอิทธิพลหลักจากระบบประสาทพาราซิมพาเทติกซึ่งควบคุมโดยก้านสมองที่ บูรณาการ จากเส้นประสาทเวกัสและปมประสาทไขสันหลัง ส่วน ทรวงอก

สัญญาณกระตุ้น ( ศักย์ไฟฟ้า ) ที่เกิดขึ้นจากปุ่ม SA ด้วยอัตราสัมพัทธ์ 60–100  ครั้งต่อนาที เรียกว่าจังหวะหัวใจปกติ (sinus rhythm ) หากสัญญาณกระตุ้นจากปุ่ม SA เกิดขึ้นในอัตราที่ต่ำกว่า 60  ครั้งต่อนาที จังหวะการเต้นของหัวใจจะเรียกว่า ภาวะหัวใจเต้นช้า (sinus bradycardia ) หากสัญญาณกระตุ้นจากปุ่ม SA เกิดขึ้นในอัตราที่เกิน 100 ครั้งต่อนาที อัตราการเต้นของหัวใจที่เร็วขึ้นจะ เรียกว่า ภาวะหัวใจเต้นเร็ว (sinus tachycardia ) อย่างไรก็ตาม อาการเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเป็นอาการที่ร้ายแรงเสมอไป ตัวอย่างเช่น นักกีฬาที่ฝึกฝนมาอย่างดี มักจะมีอัตราการเต้นของหัวใจช้ากว่า 60 ครั้งต่อนาทีเมื่อไม่ได้ออกกำลังกาย หากปุ่ม SA ไม่ทำงาน จุดเชื่อมต่อ AV สามารถเข้ามาทำหน้าที่เป็นตัวกำหนดจังหวะหลักของหัวใจได้ จุดเชื่อมต่อ AV ประกอบด้วยปุ่ม AV มัดของ His และบริเวณโดยรอบ มีอัตราปกติ 40 ถึง 60 ครั้งต่อนาที จังหวะการเต้นของหัวใจแบบ "จุดเชื่อมต่อ" เหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือ คลื่น P หายไปหรือกลับหัว หากทั้งปุ่ม SA และจุดเชื่อมต่อ AV ไม่สามารถเริ่มต้นการส่งสัญญาณไฟฟ้าได้ ห้องหัวใจล่างอาจส่งสัญญาณไฟฟ้าเองได้ในอัตรา 20 ถึง 40  ครั้งต่อนาที และจะมีคลื่น QRS ที่ยาวกว่า 120  มิลลิวินาที ซึ่งจำเป็นต่อการทำงานที่ดีของหัวใจ

ภาวะหัวใจเต้น ผิดจังหวะ คือ จังหวะหรือความเร็วของการเต้นของหัวใจที่ผิดปกติอัตราการเต้นของหัวใจที่ช้ากว่า 60 ครั้งต่อนาที เรียกว่า ภาวะหัวใจเต้นช้า (bradycardia ) อัตราการเต้นของหัวใจที่เร็วเกิน 100 ครั้งต่อนาที เรียกว่า ภาวะหัวใจเต้นเร็ว (tachycardia ) ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะที่ไม่เป็นไปตามสรีรวิทยาเช่น อัตราการเต้นของหัวใจที่ลดลงตามธรรมชาติในนักกีฬาที่ฝึกฝนมาอย่างดี ซึ่งอัตราการเต้นของหัวใจขณะพักอาจต่ำกว่า 60 ครั้งต่อนาที

เมื่อภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะไม่สามารถรักษาได้ด้วยยา (หรือ วิธีการ กระตุ้นหัวใจ แบบมาตรฐานอื่นๆ ) อาจจำเป็นต้องฝังเครื่องกระตุ้นหัวใจเทียมเพื่อควบคุมระบบการนำไฟฟ้าของหัวใจ