Když neuron aktivně nesignalizuje, jeho membrána si stále udržuje stálý napěťový rozdíl, obvykle kolem –70 mV, přičemž vnitřní potenciál je záporný vzhledem k vnějšímu. Tento klidový potenciál je základní linií, ze které vychází veškerá elektrická signalizace.

Vzniká nerovnoměrným rozložením iontů – vysoký obsah draslíku uvnitř, vysoký obsah sodíku vně – a větší propustností membrány pro draslík v klidu. Sodno-draselná pumpa neustále vynakládá energii na udržení gradientů proti úniku. Protože klidový potenciál je blízký rovnovážnému potenciálu draslíku, malé změny vodivosti draslíku jej silně ovlivňují.

Klidový potenciál určuje hnací sílu ionů a vzdálenost k prahu. Faktory, které jej mění – změny extracelulárního draslíku, aktivity pumpy nebo vodivosti pozadí – mohou zvýšit nebo snížit excitabilitu a jsou zapojeny do stavů od hyperkalemické periodické paralýzy až po šířící se depresi. Měření klidového potenciálu je základním krokem v jakékoli intracelulární studii neuronálních funkcí.

I v „klidovém stavu“ je membrána dynamickou rovnováhou udržovanou kontinuálním tokem iontů a aktivním transportem.