Khi một tế bào thần kinh ở trạng thái nghỉ, nó sẽ không gửi tín hiệu. Bên trong của nơron so với bên ngoài là âm. Có thể có những nỗ lực để cân bằng cả hai bên của màng, nhưng màng tế bào chỉ cho phép một số ion đi qua.
Khi một tế bào thần kinh ở trạng thái nghỉ ngơi, các ion kali (K +) sẽ dễ dàng đi qua màng. Rất khó cho các ion Clorua (Cl-) và các ion Natri (Na +) chéo nhau. Phân tử protein tích điện âm (A-) không thể đi qua màng. Đi kèm với các kênh ion chọn lọc là một máy bơm mà ba ion natri ra khỏi màng cho mỗi hai ion kali đi vào. Sau khi tất cả các lực cân bằng và đo được sự chênh lệch điện áp giữa bên trong và bên ngoài tế bào thần kinh, thì điện thế nghỉ sẽ đạt được.
Điện thế nghỉ chứa thông tin về những gì xảy ra trong trạng thái nghỉ của tế bào thần kinh. Khi một tế bào thần kinh gửi thông tin qua một sợi trục, thì điện thế hoạt động sẽ đạt được, còn được gọi là xung động hoặc tăng đột biến.
Một tế bào thần kinh ở trạng thái nghỉ cho thấy sự khác biệt về điện tích trên màng. Sự khác biệt có thể được đo bằng cách sử dụng các điện cực nhỏ được kết nối với máy hiện sóng hoặc vôn kế.
