当膜电位比正常静息值更负时，神经元处于超极化状态。这种变化使细胞远离动作电位阈值，从而降低其放电的可能性。

超极化可由钾离子或氯离子通道的开放或电泵的活动引起。抑制性突触通常产生超极化电位，尽管在某些情况下，抑制作用是通过分流而非电压大幅变化来实现的。动作电位之后，短暂的后超极化有助于限制放电频率并延长不应期。

实验中人为施加的超极化可用于研究电压依赖性电导，并防止在记录突触电流时出现动作电位。在活体大脑中，去极化和超极化影响之间的平衡时刻决定着神经元是加入网络振荡还是保持静默。

• 膜负电位增加
• 降低发射概率
• 由抑制性电流或泵产生
• 有助于形成不应期和抑制作用