A distribuição de íons nos meios intra e extracelular é mantida em um equilíbrio denominado potencial de repouso, no qual o meio intracelular é em torno de 65 mV mais negativo em relação ao meio extracelular.
Esse potencial ocorre, pois a membrana é impermeável a íons, ou seja ela funciona como um capacitor separando concentrações diferentes de determinados íons nos meios intra e extracelular, criando assim uma força eletro-química capaz de gerar correntes elétricas.
A concentração de potássio é muito maior no interior da célula do que no exterior criando assim uma gradiente de concentração para o potássio que induz o seu fluxo do interior para o exterior da célula. No entanto, como o gradiente elétrico induz o influxo de potássio para o interior da célula, essas duas forças se equilibram e nenhuma corrente elétrica é produzida.
No caso do sódio, há uma maior concentração no meio extracelular do que no meio intracelular, induzindo seu influxo que é ainda mais favorecido pelo gradiente elétrico, uma vez que o sódio possue cargas positivas.
Íons só podem cruzar para os meios intra e extracelulares através de canais, que são proteínas que formam um poro permável a íons específicos. Nesse modelo, os canais permeáveis a sódio só se abrem quando o potencial de membrana sofre uma despolarização, ou seja, quando se torna mais positivo em relação ao potencial de repouso.