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神経細胞の内外のイオン分布と細胞膜のイオン透過性によって,細胞内は細胞外に比べて陰性に分極している.細胞内ではK+濃度が,細胞外ではNa+やCl-の濃度が高く,細胞膜はK+を選択的に通すためにK+は細胞外に移動しやすい.しかし,細胞膜に興奮を与えると,イオン透過性が変化し,細胞内にNa+が流入して,膜電位は正方向に変化する.これを脱分極という.これに対して,膜電位が負の方向に変化することを再分極,静止電位を超えてさらに負の電位となることを過分極という.