Il potenziale di membrana (Vm) può essere misurato inserendo un microelettrodo nel citoplasma. Questo metodo rivela che la carica elettrica non è uniformemente distribuita ai lati della membrana neuronale: l’interno del neurone è elettricamente negativi rispetto all’esterno.
Questa differenza fissa, detta potenziale di riposo, viene mantenuta quando il neurone non genera impulsi.