Điện thế màng là sự khác biệt về điện thế giữa bên trong và bên ngoài của một tế bào sinh học. Đối với bên ngoài của tế bào, giá trị thông thường của điện thế màng rơi vào khoảng từ –40 mV tới –80 mV.Tất cả tế bào động vật đều được bao quanh bởi một lớp màng được cấu tạo nên từ một lớp lipid kép với các protein gắn vào trong nó. Lớp màng đóng vai trò là cả lớp cách điện lẫn một hàng rào khuếch tán đối với chuyển động của các ion. Các protein vượt màng, còn được gọi là đơn vị vận chuyển ion hoặc protein bơm ion, tích cực đẩy ion dọc màng và thiết lập nên gradien tập trung dọc màng, và các kênh ion cho phép ion di chuyển dọc màng xuống những gradien tập trung đó. Bơm ion và kênh ion thì tương đương về mặt điện tích so với một cặp pin và điện trở lồng vào trong màng, và do đó tạo nên một điện áp giữa hai phía của màng.Hầu như tất cả tế bào nhân thực (bao gồm tế bào động vật, thực vât, và nấm) duy trì một điện thế xuyên màng không ở mức không, thường là có điện áp âm ở trong tế bào, so với ngoài tế bào rơi vào khoảng –40 mV đến –80 mV. Điện thế màng có hai chức năng cơ bản.Đầu tiên, nó cho phép tế bào thực hiện chức năng như một cục pin, cung cấp năng lượng để điều khiển một loạt các "thiết bị phân tử" được gắn vào trong màng. Hai là, ở các tế bào kích thích về mặt điện tích ví dụ như neuron và tế bào cơ, nó được sử dụng đề truyền tín hiệu giữa các phần khác nhau của tế bào.[cần dẫn nguồn]