Spoczynkowy potencjał błonowy komórki jest utrzymywany przez pompę sodowo-potasową i jest możliwy, ponieważ sama membrana nie przepuszcza jonów. Pompa sodowo-potasowa wykorzystuje energię zmagazynowaną w ATP do pompowania sodu i potasu przez membranę.
Błona spoczynkowa jest ustanowiona i utrzymywana, ponieważ dwuwarstwa fosfolipidowa zawiera środkową sekcję, która odpycha naładowane cząsteczki i jony. W rezultacie jony mogą tylko przechodzić przez błonę, jeśli istnieją kanały dla jonów. Niektóre cząsteczki, takie jak DNA i wiele ujemnie naładowanych protonów, wnoszą ładunek ujemny do komórki i nie mogą dyfundować wzdłuż gradientu stężenia.
Te ujemnie naładowane cząsteczki w komórce umożliwiają komórce utrzymanie gradientu stężenia przez pompowanie samych dodatnio naładowanych kationów. Chociaż zarówno jony sodu, jak i potasu są dodatnio naładowane, potencjał błon ujemnych jest utrzymywany, ponieważ pompa sodowo-potasowa nie pompuje tej samej liczby każdego jonu. Zamiast tego, dla każdego cyklu pompy sodowo-potasowej, jedna cząsteczka ATP jest używana do pompowania dwóch jonów potasu i trzech jonów sodowych. Więcej dodatnich jonów opuszczających komórkę oznacza, że wnętrze membrany staje się coraz bardziej negatywne.
Korzystanie z tych pomp i kontrolowanie innych kanałów kationów w błonie komórkowej jest w stanie utrzymać ujemny potencjał spoczynkowy.
