在靜息狀態(tài)下，細胞內(nèi)鉀離子濃度約為細胞外鉀離子濃度的30倍，相反細胞外鈉離子濃度約為細胞內(nèi)鈉離子濃度的15倍。至于陰離子，細胞內(nèi)液以蛋白陰離子的濃度為高，而在細胞外液則以氯離子濃度為高。由于細胞膜對鉀離子的通透性遠超超過對鈉離子和通透性，細胞內(nèi)鉀離子濃度又高于細胞外數(shù)十倍，鉀離子便會不斷地從細胞內(nèi)向細胞外滲出。當鉀離子外滲時，氯離子亦隨之外滲，但因細胞膜本身帶有負電荷，氯離子滲出受阻，就使較多的鉀離子滲出到膜外，而未能滲出的游離型陰離子（主要是蛋白陰離子，其次是氯離子）留在膜內(nèi)，使膜內(nèi)電位顯著低于膜外。
    膜內(nèi)負電位的大小和靜息時鉀離子外滲的多少有密切關(guān)系，鉀離子外滲越多，留在膜內(nèi)的陰離子也越多，因而膜內(nèi)負電位也越大，同時由于膜內(nèi)帶負電荷的陰離子越來越多，吸引著膜內(nèi)鉀離子（靜電力作用），使膜內(nèi)鉀離子逐漸不能再向外轉(zhuǎn)移，因而使膜內(nèi)電位維持在-90mV的水平上，形成了靜息電位。
    發(fā)生動作電位時，大量Na+滲入細胞內(nèi)，膜內(nèi)電位從靜息狀態(tài)的-90mV迅速上升到+30mV，形成動作電位的上升支，動作電位到達頂峰后，立即開始復(fù)極此時Na+的內(nèi)流已銳減，細胞膜對K+和Cl-的通透性增大，引起K+的外流和Cl-的內(nèi)流，其中K+外流是主要的。同時由于膜內(nèi)帶負電荷的陰離子越來越多，吸引著膜內(nèi)鉀離子（靜電力作用），使膜內(nèi)鉀離子逐漸不能再向