Quand un neurone est au repos, il n'envoie pas de signal. L'intérieur du neurone par rapport à l'extérieur est négatif. Il peut y avoir des tentatives pour équilibrer les deux côtés de la membrane, mais la membrane cellulaire ne permet le passage que de certains ions.
Quand un neurone est au repos, les ions potassium (K+) ont un passage facile à travers la membrane. Il est difficile pour les ions chlorure (Cl-) et les ions sodium (Na+) de se croiser. La molécule de protéine chargée négativement (A-) est incapable de traverser la membrane. Les canaux ioniques sélectifs sont accompagnés d'une pompe qui fait sortir trois ions sodium de la membrane pour deux ions potassium qui entrent. Une fois que toutes les forces s'équilibrent et que les différences de tension entre l'intérieur et l'extérieur du neurone ont été mesurées, le potentiel de repos est atteint.
Le potentiel de repos contient des informations sur ce qui se passe dans l'état de repos d'un neurone. Lorsqu'un neurone envoie des informations via un axone, un potentiel d'action est atteint, également connu sous le nom d'impulsion ou de pointe.
Un neurone au repos montre une différence de charges électriques à travers la membrane. La différence peut être mesurée à l'aide de petites électrodes connectées à un oscilloscope ou un voltmètre.