在静息状态下，膜的通透性主要表现为K+外流，随着K+的不断向外扩散，膜两侧电位差不断增大，膜外正电位便排斥K+的外流而使其内流，直至足以阻止K+使它不能继续向外扩散为止，即两个方向的流动量相等时，K+处于平衡状态。此时膜两侧的电位差称为K+的平衡电位，也就是静息电位。
静息电位是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差．它是一切生物电产生和变化的基础．当一对测量微电极都处于膜外时，电极间没有电位差．在一个微电极尖端刺入膜内的一瞬间，示波器上会显示出突然的电位改变，这表明两个电极间存在电位差，即细胞膜两侧存在电位差，膜内的电位较膜外低．该电位在安静状态始终保持不变，因此称为静息电位．几乎所有的动植物细胞的静息电位膜内均较膜外低，若规定膜外电位为零，则膜内电位即为负值． 由于主动运输导致的离子分布不平衡，所以细胞膜两侧的离子呈不均衡分布，膜内的钾离子高于膜外，膜内的钠离子和氯离子低于膜外，即胞内为高钾、低钠、低氯的环境．此外，有机阴离子仅存在于细胞内．在安静状态下，细胞膜对钾离子的通透性大，对钠离子通透性很小，仅为钾离子通透性的1/100～1/50，而对氯离子则几乎没有通透性．因此，细胞静息期主要的离子流为钾离子外流．钾离子外流导致正电荷向外转移，其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，从而形成细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低的电位差．可见，钾离子外流是静息电位形成的基础，推动钾离子外流的动力是膜内外钾离子浓度差．
