一些關鍵離子在細胞內外的不均等分布及選擇性的透膜移動，是形成膜電位的基礎。每種離子的跨膜滲透都是相對獨立的，這種現象又叫做離子運動的獨立性法則。
產生膜電位的重要離子主要有Na+，K+和A-（帶負電荷的細胞內的大蛋白質分子，僅存在細胞內，且膜對它無通透性）。其他離子，如Ca2+、Cl-、Mg2+等在大多數細胞中對靜息電位無直接貢獻。
