Ramybės potencialas yra įtampos skirtumas tarp ląstelės membranos ir kartais vadinamas ramybės įtampa. Tam tikros rūšies ląstelės, tokios kaip neuronai ir raumenų ląstelės, naudoja ramybės potencialą, kad paskatintų pokyčius ląstelėje ir kūne. Veikimo potencialas, raumenų susitraukimas ir pusiausvyros procesų nustatymas arba keitimas ląstelėje yra susiję su membranos ramybės potencialu.
Citozolyje arba ląstelės viduje, taip pat skirtinguose ląstelių skyriuose ir organelėse yra įvairios jonų koncentracijos. Kadangi jonai yra įkrauti teigiamai arba neigiamai, jie sukuria krūvio skirtumą tarp šių skirtingų skyrių, sudarydami skirtumą elektriniame potenciale. Dažnai ląstelės norės išlaikyti šį skirtumą membranoje naudodamos baltymų jonų siurblius ir kanalus. Kai išlaikomas elektrinio potencialo skirtumas, jis vadinamas ramybės potencialu.
Jonai, kurie labiausiai dalyvauja kuriant ir palaikant membranos ramybės įtampą, yra natrio (Na) ir kalio (K) jonai. Paprastai K+ koncentracija ląstelės viduje yra didesnė nei išorėje, o Na+ koncentracija yra didesnė ląstelės išorėje nei viduje. Šį skirtumą palaiko membraninis baltymų siurblys, vadinamas Na+/K+-ATPaze, kuris naudoja adenozino trifosfatą (ATP) energijai palaikyti santykinę koncentraciją. Siurblys į ląstelę įtraukia tris Na+ jonus kiekvienam dviem K+ jonams, suteikdamas ląstelės vidui neigiamą krūvį. Šis ramybės potencialas yra ypač svarbus neuronams, kurie naudoja įtampos skirtumą, kad sudegintų veikimo potencialą.
Neuronuose ir kitose nervų sistemos ląstelėse veikimo potencialas susidaro, kai sutrinka ramybės potencialas. Veikimo potencialas prasideda nuo Na+ jonų antplūdžio į ląstelę tam tikrais jonų kanalais, o tai, pasiekus tam tikrą slenkstį, sukuria membranos potencialo depoliarizaciją. Čia sukuriamas veikimo potencialas ir per neuroną perduodamas elektrinis signalas. Po Na+ smailės atsidaro daugiau nuo įtampos priklausomų jonų kanalų, iš ląstelės išleidžiant K+, veikimo potencialo žingsnis žinomas kaip hiperpoliarizacija, kai membranos potencialas nukrenta žemiau normalios ramybės įtampos. Tada ląstelė atkuria savo ramybės potencialą, naudodama Na+/K+-ATPazę repoliarizacijos procese.
Kalcio (Ca) jonai taip pat svarbūs palaikant ramybės membranos potencialą raumenų ląstelėse. Ca2+ jonai saugomi organelėje, vadinamoje sarkoplazminiu tinkleliu, kuriame yra baltymų siurbliai, palaikantys aukštą Ca2+ koncentraciją skyriuje. Kai raumenų ląstelei liepiama susitraukti, elektros signalas, naudodamas ramybės potencialą, suaktyvina sarkoplazminį tinklą. Tada skyrius gali atsidaryti, į ląstelę išskirdamas Ca2+ jonus, kurie jungiasi prie skaidulų, leidžiančių raumeniui susitraukti.