在靜息狀態下，細胞內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鈉離子濃度的15倍。至於陰離子，細胞內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。由於細胞膜對鉀離子的通透性遠超超過對鈉離子和通透性，細胞內鉀離子濃度又高於細胞外數十倍，鉀離子便會不斷地從細胞內向細胞外滲出。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，使膜內電位顯著低於膜外。
膜內負電位的大小和靜息時鉀離子外滲的多少有密切關係，鉀離子外滲越多，留在膜內的陰離子也越多，因而膜內負電位也越大，同時由於膜內帶負電荷的陰離子越來越多，吸引著膜內鉀離子（靜電力作用），使膜內鉀離子逐漸不能再向外轉移，因而使膜內電位維持在-90mv的水平上，形成了靜息電位。
發生動作電位時，大量na+滲入細胞內，膜內電位從靜息狀態的-90mv迅速上升到+30mv，形成動作電位的上升支，動作電位到達頂峰後，立即開始復極此時na+的內流已銳減，細胞膜對k+和cl-的通透性增大，引起k+的外流和cl-的內流，其中k+外流是主要的。同時由於膜內帶負電荷的陰離子越來越多，吸引著膜內鉀離子（靜電力作用），使膜內鉀離子逐漸不能再向外轉移，因而使膜內電位維持在-90mv的水平上，又形成了靜息電位。
由上可看出極化狀態時靜息電位的恆定，有賴於細胞的代謝活動，細胞內外鉀離子及鈉離子濃度的比值以及細胞膜對鉀、鈉、鈣、蛋白質、氯離子等具有不同的通透性。
細胞膜對不同離子的通透性的差異（例如nak泵的主動轉運使得k內高外低），細胞內外的離子濃度比值（濃度梯度的形成決定了離子有從高濃度向低濃度運動的趨勢）及靜電力的作用（胞內的負電荷狀態阻止了鉀離子從高濃度的胞內向低濃度的胞外運動）的共同作用下，使得靜息電位和動作電位交替進行。
與生物電相關的幾個概念
（1）極化（polarization）：靜息時細胞膜兩側存在的相對穩定的內負外正的狀態。
（2）超極化（hyperpolarization）：rp數值向膜內負值加大的方向變化。
（3）去極（除）化（depolarization） ：rp數值向膜內負值減小的方向變化。
（4）復極化（repolarization）：細胞先發生去極化，然後再恢復到靜息時的極化狀態。
（5）超射值（overshoot potential）：動作電位上升支中零位線以上的正電位數值。