세포막에는 ATP를 ADP로 변환시키면서 얻어지는 에너지를 이용하여 이온을 선택적으로 이동시키는 이온 펌프가 있다.

세포 밖은 Na, Cl 이온이, 세포 내는 K 이온이 많으며 각 이온의 농도 차이와 세포막에서의 투과율의 차이에 의해 세포 내의 전압은 세포 밖을 기준으로 약 –70mV이다.

이온은 세포막에 존재하는 이온채널을 통하여 주로 이동한다.

흥분상태가 되면 세포 내의 전압은 –90mV로 더욱 낮아진다.