La tensione attraverso una membrana cellulare è nota come potenziale della membrana cellulare. Le cellule che generalmente hanno potenziali di membrana cellulare sono cellule nervose che sono elettricamente attive.
Le membrane cellulari delle cellule nervose mantengono un potenziale di membrana cellulare nel loro stato di riposo. Questo potenziale di membrana cellulare è sempre negativo rispetto a quello esterno della cellula. Normalmente, il potenziale della membrana cellulare nel suo stato di riposo è di circa -70 millivolt. Le cellule nervose hanno potenziali di membrana cellulare a causa delle differenze di ioni di potassio e di sodio all'interno e all'esterno delle loro cellule. Questi ioni sono elettroliti, che possono passare attraverso la membrana selettivamente permeabile delle cellule nervose per creare un gradiente guidato dalla tensione.