Napěťově řízené iontové kanály jsou třídou transmembránových iontových kanálů, které jsou aktivovány změnou rozdílu elektrického potenciálu v blízkosti kanálu; tyto typy iontových kanálů jsou zvláště kritické v neuronech, ale jsou běžné v mnoha typech buněk.
Mají zásadní roli ve vzrušivých neuronálních a svalových tkáních, což umožňuje rychlou a koordinovanou depolarizaci v reakci na spuštění změny napětí. Nalezené podél axonu a u synapse, napěťově řízené iontové kanály směrově šíří elektrické signály.
Obvykle se skládají z několika podjednotek uspořádaných tak, že existuje centrální pór, kterým mohou ionty putovat po svých elektrochemických gradientech. Kanály bývají zcela iontově specifické, i když jimi mohou do jisté míry putovat i podobně velké a nabité ionty. Příkladem jsou napěťově řízené sodíkové a draselné kanály nervů a svalů a napěťově řízené vápníkové kanály, které hrají roli při uvolňování neurotransmiterů v pre-synaptických nervových zakončeních.
Z krystalografických strukturních studií draslíkového kanálu, za předpokladu, že tato struktura zůstává neporušená v odpovídající plazmatické membráně, je možné předpokládat, že když je přes membránu zaveden potenciální rozdíl, související elektromagnetické pole indukuje konformační změnu v draslíkovém kanálu. Konformační změna zkresluje tvar proteinů kanálu natolik, že dutina, neboli kanál, se otevře a připouští příliv iontů nebo eflux, který se vyskytuje přes membránu, po jejím elektrochemickém gradientu. To následně generuje elektrický proud dostatečný k depolarizaci buněčné membrány.
Napěťově řízené sodíkové kanály a vápníkové kanály jsou tvořeny jedním polypeptidem se čtyřmi homologickými doménami. Každá doména obsahuje 6 membrán, které překlenují alfa šroubovice. Jedna z těchto šroubovic, S4, je šroubovice snímající napětí. Má mnoho kladných nábojů, takže vysoký kladný náboj vně buňky šroubovici odpuzuje – vyvolává konformační změnu tak, že kanálem mohou proudit ionty. Draslíkové kanály fungují podobným způsobem s tou výjimkou, že jsou složeny ze čtyř samostatných polypeptidových řetězců, z nichž každý tvoří jednu doménu.