一些关键离子在细胞内外的不均等分布及选择性的透膜移动，是形成膜电位的基础。每种离子的跨膜渗透都是相对独立的，这种现象又叫做离子运动的独立性法则。
产生膜电位的重要离子主要有Na+，K+和A-（带负电荷的细胞内的大蛋白质分子，仅存在细胞内，且膜对它无通透性）。其他离子，如Ca2+、Cl-、Mg2+等在大多数细胞中对静息电位无直接贡献。
