Το δυναμικό ηρεμίας είναι η διαφορά δυναμικού (τάση) μεταξύ των δύο πλευρών της μεμβράνης πλάσματος ενός μη διεγερμένου διεγέρσιμου κυττάρου. Όλη η ένταση της μεμβράνης εκφράζεται ως η διαφορά μεταξύ του δυναμικού του εσωτερικού του κυττάρου και του δυναμικού στο εξωτερικό. Τα δυναμικά ανάπαυσης έχουν αρνητικές τιμές, οι οποίες στα νευρικά κύτταρα κυμαίνονται μεταξύ –65 mV και –90 mV. Το δυναμικό ηρεμίας προκαλείται κυρίως από την τάση να ρέουν ιόντα καλίου σύμφωνα με την κλίση συγκέντρωσης αυτών των ιόντων από μέσα προς τα έξω της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτό προκαλεί μια μικρή περίσσεια αρνητικών φορτίων στο εσωτερικό της μεμβράνης. Άλλα ιόντα (π.χ. νάτριο) επηρεάζουν ελαφρώς τις τιμές δυναμικού ηρεμίας. Η ηλεκτροχημική δύναμη, η οποία προκαλεί την κίνηση του ιόντος μέσω της κυτταρικής μεμβράνης, είναι η διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηρεμίας και του δυναμικού ισορροπίας για ένα δεδομένο ιόν. Το δυναμικό ισορροπίας ιόντων είναι ένα τέτοιο δυναμικό στο οποίο η εκροή αυτού του τύπου ιόντων από το κύτταρο είναι ίση με την επιρροή τους μέσα σε αυτό. Το δυναμικό ισορροπίας για μεμονωμένα ιόντα μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την εξίσωση Nernst. Τα δυναμικά ανάπαυσης μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας την εξίσωση Goldman, η οποία λαμβάνει υπόψη όλους τους τύπους ιόντων που εμπλέκονται.
