El voltaje a través de una membrana celular se conoce como el potencial de membrana celular. Las células que generalmente tienen potenciales de membrana celular son células nerviosas que son eléctricamente activas.
Las membranas celulares de las células nerviosas mantienen un potencial de membrana celular en su estado de reposo. Este potencial de membrana celular es siempre negativo en comparación con el exterior de la célula. Normalmente, el potencial de membrana celular en su estado de reposo es de aproximadamente -70 milivoltios. Las células nerviosas tienen potenciales de membrana celular debido a las diferencias en los iones de potasio y sodio dentro y fuera de sus células. Estos iones son electrolitos, que pueden pasar a través de la membrana selectivamente permeable de las células nerviosas para crear un gradiente de voltaje.