Gdy potencjał błonowy staje się bardziej ujemny niż normalna wartość spoczynkowa, neuron jest hiperpolaryzowany. Zmiana ta oddala komórkę od progu potencjału czynnościowego, a tym samym zmniejsza prawdopodobieństwo jej aktywacji.

Hiperpolaryzacja może wynikać z otwarcia kanałów potasowych lub chlorkowych albo z aktywności pomp elektrogenicznych. Synapsy hamujące często generują potencjały hiperpolaryzujące, chociaż w niektórych przypadkach hamowanie działa poprzez bocznikowanie bez dużej zmiany napięcia. Po wystąpieniu potencjału czynnościowego, krótka następcza hiperpolaryzacja pomaga ograniczyć częstotliwość wyładowań i przyczynia się do okresu refrakcji.

Eksperymentalnie narzucona hiperpolaryzacja służy do badania przewodnictwa zależnego od napięcia i zapobiegania powstawaniu impulsów elektrycznych podczas rejestracji prądów synaptycznych. W żywym mózgu równowaga między wpływami depolaryzującymi i hiperpolaryzującymi w każdym momencie decyduje o tym, czy neuron dołączy do sieci oscylacji, czy pozostanie w bezruchu.

• Wzrost ujemnego potencjału błony
• Zmniejsza prawdopodobieństwo wystrzału
• Wytwarzane przez prądy hamujące lub pompy
• Przyczynia się do okresów refrakcji i hamowania