Il differenza fondamentale tra potenziale di membrana e potenziale di equilibrio è quello il potenziale di membrana è la differenza di potenziale elettrico tra l'esterno e l'interno della membrana plasmatica di una cellula mentre il potenziale di equilibrio è il potenziale di membrana richiesto per produrre l'equilibrio elettrochimico.
Diverse sostanze, in particolare ioni e sostanze nutritive, entrano ed escono dalla cellula attraverso la membrana cellulare. Per assumere ioni e sostanze nutritive all'interno della cellula, le cellule generano e mantengono un potenziale di membrana attraverso la membrana plasmatica. Il potenziale di membrana è la differenza di tensione o potenziale elettrico tra l'interno e l'esterno della cella. Funziona come una forza per facilitare il movimento degli ioni passivamente in una direzione. Tuttavia, il potenziale di equilibrio limita il movimento ionico attraverso la membrana. È il potenziale di membrana al quale il flusso netto è zero attraverso la membrana. Pertanto, al potenziale di equilibrio, gli ioni non entrano o escono dalla cellula.
