Bir hücre zarındaki voltaj, hücre zarı potansiyeli olarak bilinir. Genel olarak hücre zarı potansiyeline sahip hücreler, elektriksel olarak aktif olan sinir hücreleridir.
Sinir hücrelerinin hücre zarları, dinlenme durumlarında bir hücre zarının potansiyelini korur. Bu hücre zarı potansiyeli, hücrenin dışına kıyasla her zaman negatiftir. Normal olarak, dinlenme durumunda hücre zarı potansiyeli yaklaşık -70 milivolttur. Sinir hücreleri, hücrelerinin içindeki ve dışındaki potasyum ve sodyum iyonlarındaki farklılıklar nedeniyle hücre zarı potansiyellerine sahiptir. Bu iyonlar, voltajla çalışan bir gradyan oluşturmak için sinir hücrelerinin seçici olarak geçirgen zarından geçebilen elektrolittir.