Když se membránový potenciál stane zápornějším než normální klidová hodnota, neuron je hyperpolarizován. Tato změna posouvá buňku dále od prahu akčního potenciálu, a tím snižuje pravděpodobnost aktivace.

Hyperpolarizace může být důsledkem otevření draslíkových nebo chloridových kanálů nebo aktivity elektrogenních pump. Inhibiční synapse často produkují hyperpolarizační potenciály, ačkoli v některých případech inhibice funguje na principu posunu bez velké změny napětí. Po akčním potenciálu pomáhá krátká následná hyperpolarizace omezit frekvenci impulzů a přispívá k refrakterní periodě.

Experimentálně zavedená hyperpolarizace se používá ke studiu napěťově závislých vodivostí a k prevenci impulzů při záznamu synaptických proudů. V živém mozku rovnováha mezi depolarizačními a hyperpolarizačními vlivy v každém okamžiku určuje, zda se neuron zapojí do oscilace sítě, nebo zůstane tichý.

• Zvýšení negativního potenciálu membrány
• Snižuje pravděpodobnost výstřelu
• Vytvářeno inhibičními proudy nebo pumpami
• Přispívá k refrakterním periodám a inhibici