膜電位（membrane potential）是生物膜兩側存在的電位差。例如存在于細胞膜兩側的細胞膜電勢、存在于線粒體內膜兩側的線粒體膜電位。在其他細胞器膜和細胞核膜兩側也都存在膜電位。通常，細胞的膜電位是細胞膜內側相對細胞膜外側（即以細胞膜外側為零點）的電位差值。
膜電位的存在對細胞的跨膜轉運和生命活動有重大意義。膜電位不僅可以調節各種離子跨膜流動，膜電位的變化還是細胞編碼信息的基本形式之一。膜電位以及跨膜濃度差的存在使鈉離子帶電粒子具有動態的電化學勢能，能夠為其他一些重要物質的跨膜轉運提供能量。例如，腸道上皮細胞的協同轉運蛋白通過使用鈉離子的電化學勢實現對葡萄糖和氨基酸的主動轉運。
定義
應用學科：海洋科技（一級學科）、海洋技術（二級學科）、海水資源開發技術（三級學科）
定義2：跨越活細胞膜的電位差。動物與植物的質膜均維持一定電勢，細胞內部的負電性常大于其外部。
動物細胞的被動離子運動是其主要來源。按細胞類別不同，靜息電位可達-20mV至-200mV。
應用學科：生物化學與分子生物學（一級學科）、生物膜（二級學科）
定義3：膜兩側由于存在著正負離子微小差異所造成的電位差。
發現
1791 年意大利解剖學家加伐尼(L.Galvani)偶然發現，如果將蛙腿的肌肉置于鐵板上再用銅鉤鉤住蛙的脊髓，當銅鉤與鐵板接觸時肌肉就會發生收縮，他把這種現象歸因于動物電。
1902年德國生理學家伯恩斯坦(Julius Bernstein)接受了德國化學家威廉·奧斯特瓦爾德(W.Ostwald)的膜通透性理論，支持發展了"先存學說"(preexistence theory)，并提出生物電發生的"膜學說"(membrane theory)。
1949年霍奇金和英國生理學家卡茨(Sir Bernard Katz)對"膜學說"加以修正，提出"離子學說“(ionic theory)。該學說認為，在靜息狀態下，神經膜主要是由K+擴散出膜外形成“內負外正”的靜息電位。當神經興奮時膜對Na的通透性迅速增加，使膜外高濃度的 Na進入膜內，同時K外流，這樣就形成了“內正外負”的動作電位。
產生
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Ca、Cl、Mg等在大多數細胞中對靜息電位無直接貢獻。
靜息電位
靜息電勢即細胞在靜息狀態下的電位。細胞膜內的細胞內液和膜外的細胞間液都是導電的電解質。由于跨膜電位的存在，細胞處于靜息狀態時的電學模型，可視為膜內負膜外正、電荷均勻分布的閉合曲面電偶層，此時膜外空間各點的電勢為零。處于靜息狀態的細胞，維持正常的新陳代謝，靜息電位總是穩定在一定的水平上。對整個細胞而言，對外不顯電性，此時細胞所處的狀態稱為極化。神經元、肌細胞等活組織細胞處于靜息狀態時，膜內的電位較膜外為負，相差70-90mV，稱極化狀態，是細胞膜電位的常態。這種膜內外的電位差稱為靜息電位或膜電位。
動作電位
動作電位是指細胞在刺激作用下，發生離子的快速跨膜運動，由此引起的快速變化的膜電位成為動作膜電位。
超極化
是指跨膜電位處于較原來的參照狀態(如靜息狀態)下的跨膜電位更負（膜電位的絕對值更高）的狀態。細胞膜的內部向負方向極化，外部向正方向極化，但其極化在非靜止狀態時變大的現象。細胞內部在超過靜止膜電位時變負。通過向細胞膜進行內向的通電，可立即造成超極化，但此外還可由于細胞的離子環境變化或抑制性傳遞物質等作用物的影響而造成超極化。
去極化
去極化是指跨膜電位處于較原來的參照狀態下的跨膜電位更正（膜電位的絕對值較低）的狀態。去極化是通過向膜外的電流流動（參見電緊張）或改變外液的離子成分（例如增加K濃度）而產生的。
反極化
當膜由0mV變化到20-40mV則是反極化過程，超過0電勢的部分稱為超射（過沖 potential），此時膜的狀態稱為反極化狀態。
學說
根據普通生理學的概念，在生物膜兩側形成離子濃度差，便可以產生膜電位，安靜細胞兩側的電壓稱為跨膜靜息電位(transmembrane resting potential)，又稱靜息電位(resting po-tential)和膜電位。興奮細胞在受刺激興奮時，最關鍵和最本質的共同變化是在細胞的靜息電位基礎上發生一次短暫的電位波動，即為動作電位(acting poteniial)。但是，動作電位在膜上的傳導與波在介質中的傳播不同，波的能量來自振源，故振動的幅度將隨傳播距離的增大而減弱，以致最后消失。但膜上任何一處所出現的動作電位的大小，主要決定于該處膜內外離子的分布情況。經過大量的實驗研究證實耳蝸內存在離子濃度差的部位只有前庭膜、內毛細胞和外毛細胞的細胞膜??。
區別
靜息時，神經元細胞膜使細胞內的電勢，比細胞外的電位“負”(內負外正的細胞膜電位常為-58 mV)，去極化時細胞膜電位常超過0mV，然后很快恢復；有時細胞膜內電位能比細胞膜外電位低60 mV以上（超極化）。靜息電位時，神經元可通過鈉—鉀- ATP酶等，把細胞外低水平的鉀離子逆向攝人、濃集在細胞內，把鈉離子、鈣離子、氯離子排出細胞，神經元靜息時的細胞膜電位，是鉀離子、鈉離子、鈣離子、氯離子在細胞膜內外平衡的結果，可根據公式計算出細胞內比細胞外電位低58 mV( -58 mV)。在細胞靜息膜電位為正于-58 mV時，可引發細胞膜鈉離子通道開放、鈉離子快速內流、細胞膜去極化、神經細胞興奮。在細胞膜靜息電位為負于-58 mV時，可引發細胞膜鉀離子通道開放、鉀離子持久外排、細胞膜超極化、神經細胞被抑制。神經元引發動作電位的閾值為-44～-55 mV。鈉離子快速內流期常為絕對不應期，能防止再發生動作電位。動作電位時，常僅有微量鉀離子、鈉離子流動，不會明顯改變細胞內外的離子濃度。神經元細胞靜息膜電勢，是多種離子的平衡電位，各種離子都能順濃度差擴散，在動作電位時擴散更明顯??。
參考資料 >
膜電位.中國大百科全書.2024-03-23