När membranpotentialen blir mer negativ än det normala vilovärdet hyperpolariseras neuronen. Förändringen flyttar cellen längre från aktionspotentialtröskeln och minskar därför sannolikheten för avfyrning.

Hyperpolarisering kan bero på öppnandet av kalium- eller kloridkanaler, eller på aktiviteten hos elektrogena pumpar. Hämmande synapser producerar ofta hyperpolariserande potentialer, även om hämningen i vissa fall fungerar genom att shunta utan en stor spänningsförändring. Efter en aktionspotential hjälper en kort efter-hyperpolarisering till att begränsa avfyrningshastigheten och bidrar till refraktärperioden.

Experimentellt pålagd hyperpolarisering används för att studera spänningsberoende konduktanser och för att förhindra spikar vid registrering av synaptiska strömmar. I den levande hjärnan avgör balansen mellan depolariserande och hyperpolariserande påverkan i varje ögonblick om en neuron ansluter sig till en nätverksoscillation eller förblir tyst.

• Ökning av membranets negativa potential
• Minskar sannolikheten för avfyrning
• Produceras av hämmande strömmar eller pumpar
• Bidrar till refraktära perioder och hämning