神经细胞在静息条件下维持稳定的外正内负的膜电位,即静息电位,这主要是由于Na-K泵的工作,膜上的通道蛋白将钠离子不断排到膜外,将钾离子运输到膜内,但由于细胞膜对于钾离子的通透性大于钠离子,所以运输到膜内的钾离子会少量溢出膜外,这样就在细胞膜内外形成稳定的外正内负电压差,即,静息电位,这个过程又叫做极化.
当细胞接受到外界刺激时,钠离子通道打开,引起钠离子瞬间大量内流,这使得静息电位减小乃至消失,称为去极化过程；钠离子进一步内流可以形成瞬间内正外负的动作电位,称为质膜的反极化,当钠离子内外平衡时,动作电位随即达道最大值；在钠离子大量进入细胞时,钾离子通道逐渐打开,钠离子通道从失活到关闭,钾离子通道完全打开,这时钾离子的大量外流使得质膜再度极化,以至于超过原来的静息电位,此时称为超极化；超极化时膜电位又恢复至静息电位.这期间,钠离子通道经历了关闭态-开放态-无活性态-关闭态的变化过程.
随后细胞又会在钠钾泵的作用下不断将钠离子排出膜外,钾离子吸收到膜内,当然这时不会再影响膜电位这种外正内负的状态了.钠钾泵对于静息电位的维持起着至关重要的作用.
这就是神经细胞静息以及兴奋传导时的分子变化过程.