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神经元之内和神经元之间的信息流是由电和化学信号传递的。瞬时电信号对快速和远程的信息传递更为重要，这些电信号-感受器电位、突触电位和动作电位均系由出入细胞的瞬时电流变化引起的，这种电流变动驱使膜两侧电位远离静息值，分析静息膜电位的产生机制是理解瞬时电信号的基础。
流入与流出细胞的电流是由镶嵌在细胞膜上的离子通道控制的。膜上有门控与非门控两类通道。非门控通道总是处于开放状态，外在因素对之无明显影响，这类通道在维持静息膜电位上特别重要。门控通道可开放和关闭，大多数门控通道在膜静息时处于关闭状态，其开放的概率受膜电位变化、配体结合和膜的伸展等三种因素明显影响。
静息膜电位是在带电荷离子通过膜非门控离子通道运动的基础上产生的。要了解一个电荷从神经元细胞膜的一侧水相移到另一侧水相所做的功，需首先了解包括电荷在膜内部和紧挨膜处的分布所致的势能以及电荷通过膜运动的动能在内的总电位能。