静息状态下，静息电位是外正内负，用微电极一端放进神经元轴突内，一端搭在细胞膜上，如接通电池正负极一样，可测量到神经细胞内外的电活动，可发现电压相差七十毫伏，由于人为规定，膜外为正且为零电位，膜内为负，即是说膜内比膜外低七十毫伏，可记为负七十毫伏。

在静息电位状态下，膜内钾离子的通透性是膜外钠离子的3倍，因此此时钾离子的通透性远大于钠离子，膜内钾离子更容易外流，同时带动大分子负离子，异性相吸缘故，大分子不能透过膜吸附在膜内，膜内带负电，也有部分钠离子内流，少于钾离子的流出量，由此，膜内外产生了浓度差，平衡正负电荷，膜内带的负电荷大于膜外，所以静息电位是外正内负。