Cuando una neurona no está emitiendo señales activamente, su membrana mantiene una diferencia de potencial constante, generalmente alrededor de -70 mV, con el interior negativo con respecto al exterior. Este potencial de reposo es la base a partir de la cual se origina toda la señalización eléctrica.

Esto se debe a la distribución desigual de iones —alta concentración de potasio en el interior y alta de sodio en el exterior— y a la mayor permeabilidad de la membrana al potasio en reposo. La bomba de sodio-potasio gasta energía continuamente para mantener los gradientes y evitar fugas. Dado que el potencial de reposo es cercano al potencial de equilibrio del potasio, pequeños cambios en la conductancia del potasio influyen notablemente en él.

El potencial de reposo determina la fuerza impulsora sobre los iones y la distancia al umbral. Los factores que lo alteran —cambios en el potasio extracelular, la actividad de las bombas o las conductancias basales— pueden aumentar o disminuir la excitabilidad y están implicados en afecciones que van desde la parálisis periódica hiperpotasémica hasta la depresión propagada. La medición del potencial de reposo es un paso fundamental en cualquier estudio intracelular de la función neuronal.

Incluso en estado de “reposo”, la membrana se encuentra en un equilibrio dinámico mantenido por un flujo continuo de iones y un transporte activo.