Membrane potential (also transmembrane potential or membrane voltage) is the difference in electrical potential between the interior and the exterior of a biological cell. All animal cells are surrounded by a plasma membrane composed of a lipid bilayer with a variety of types of proteins embedded in it. The membrane potential arises primarily from the interaction between the membrane and the actions of two types of transmembrane proteins embedded in the plasma membrane. The membrane serves as both an insulator and a diffusion barrier to the movement of ions.  Ion transporter/pump proteins actively push ions across the membrane to establish concentration gradients across the membrane, and ion channels allow ions to move across the membrane down those concentration gradients, a process known as facilitated diffusion. In the most fundamental example of this, the ion transporter Na⁺/K⁺-ATPase pumps sodium ions from the inside to the outside, and potassium ions from the outside to the inside of the cell. This establishes two concentration gradients: a gradient for sodium where its concentration is much higher outside than inside the cell, and a gradient for potassium where its concentration is much higher inside the cell than outside. Transmembrane  potassium-selective leak channels allow potassium ions to diffuse across the membrane, down the concentration gradient that was established by the ATPase, creating a charge separation, and thus a voltage, across the membrane. In almost all cases, the ion that determines the so-called  "resting" membrane potential of a cell, is potassium, although other ions do contribute in more minor ways. By convention, the sign of the membrane potential is designated as the voltage inside relative to  ground outside the cell. In the case of potassium, its diffusion down its concentration gradient, toward the outside of the cell, creates transmembrane voltage that is negative relative to the outside of the cell, and typically –60 to –80 millivolts (mV) in amplitude.

Ein Membranpotential ist in der Zellbiologie die elektrische Spannung, die zwischen der Innen- und Außenseite einer Biomembran anliegt. Man spricht deshalb auch von einem Transmembranpotential.

Toute cellule est entourée d'une membrane. Cette membrane, constituée d'une bicouche lipidique phospholipidique et de protéines insérées, est relativement imperméable aux molecules polaires telles que l'eau et aux espèces chargées telles que les ions. Elle présente une grande résistance électrique. Grâce à ces propriétés, elles sépare en deux compartiments étanches l'intérieur de la cellule, le cytoplasme, de l'extérieur de la cellule, le milieu extracellulaire. De par l'activité permanente des protéines membranaires, la composition ionique de ces deux compartiments est différente. C'est pourquoi il existe pour chacun des composés ioniques dont la concentration est différente un potentiel électrochimique.

Membranpotential är ett begrepp som ofta används inom neurovetenskapen, där det åsyftar den elektriska spänningen mellan den intracellulära- och extracellulära miljön hos en nervcell.

El potencial de membrana es el voltaje de la diferencia de potencial eléctrico a un lado y al otro de la membrana plasmática de una célula. La membrana de las células está polarizada, debido a que hay un reparto desigual de cargas eléctricas entre el interior y el exterior de la célula. Esto crea una diferencia de potencial, siendo el exterior positivo respecto al interior.