Die Spannung über einer Zellmembran wird als Zellmembranpotential bezeichnet. Zellen, die im Allgemeinen Zellmembranpotentiale aufweisen, sind elektrisch aktive Nervenzellen.
Die Zellmembranen von Nervenzellen halten im Ruhezustand ein Zellmembranpotential aufrecht. Dieses Zellmembranpotential ist im Vergleich zur Außenseite der Zelle immer negativ. Normalerweise beträgt das Zellmembranpotential im Ruhezustand ungefähr -70 Millivolt. Nervenzellen haben aufgrund der Unterschiede in Kalium- und Natriumionen innerhalb und außerhalb ihrer Zellen Zellmembranpotentiale. Diese Ionen sind Elektrolyte, die die selektiv durchlässige Membran von Nervenzellen passieren können, um einen spannungsgesteuerten Gradienten zu erzeugen.