जैसा कि उनकी गति को प्रेरित करने वाले आयन और बल खंड में वर्णित है, एक आयन की संतुलन या उलटाव क्षमता ट्रांसमेम्ब्रेन वोल्टेज का वह मान है जिस पर आयन के विसरण गतिविधि द्वारा उत्पन्न विद्युत् बल, उसके संकेन्द्रण प्रवणता के नीचे उस विसरण के आणविक बल के बराबर हो जाते हैं। किसी भी आयन के लिए संतुलन क्षमता को नर्न्स्ट समीकरण का उपयोग करते हुए परिकलित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, पोटेशियम आयनों के लिए पलटाव क्षमता निम्नानुसार होगा

जहां:

भले ही दो भिन्न आयनों में एक ही चार्ज है (अर्थात् K और Na), उनमें फिर भी बिलकुल भिन्न संतुलन क्षमता हो सकती है, बशर्ते कि उनका बाह्य और/या प्रदान की संकेन्द्रण के बाहर उनके और / या अंदर अलग. उदाहरण के लिए, न्यूरॉन्स में पोटेशियम और सोडियम की संतुलन क्षमता. पोटेशियम संतुलन क्षमता "E" , -84 mV है जहां 5 mmol/L पोटेशियम बाहर और 140 mmol/L अंदर है। दूसरी ओर, सोडियम संतुलन क्षमता "E" लगभग +40 mV है जहां 1-2 mmol/L सोडियम अंदर और 120 mmol/L बाहर है।

हालांकि, वहां एक संतुलन झिल्ली क्षमता "E" m होती है जिस पर सम्पूर्ण झिल्ली पर सभी आयनों का "शुद्ध" प्रवाह शून्य होता है। इस क्षमता की गणना गोल्डमैन समीकरण के द्वारा की जाती है। संक्षेप में, यह नर्न्स्ट समीकरण है, इस मायने में कि यह सवाल वाले आयन के चार्ज पर आधारित है, साथ ही साथ उनके बाहर और अन्दर के संकेन्द्रण के बीच की भिन्नता पर भी. हालांकि, यह प्रश्न में प्रत्येक आयन के लिए प्लाज्मा झिल्ली की सापेक्ष पारगम्यता पर भी विचार करता है।

ऐक्शन पोटेंशिअल के सबसे महत्वपूर्ण तीन मोनोवैलेन्ट आयन के लिए: पोटेशियम (K), सोडियम (Na) और क्लोराइड (Cl)। एक एनायन होने के नाते, क्लोराइड पदों के साथ फैटियन पदों से अलग व्यवहार किया जाता है; अंदर का संकेन्द्रण अंश है और बाहर का संकेन्द्रण हर है, जो फैटियन शब्दों से उलट है। "P" , "i" प्रकार के आयन के पारगम्यता के लिए है। अगर कैल्शियम आयनों पर भी विचार किया जाए, जो मांसपेशियों में ऐक्शन पोटेंशिअल के लिए महत्वपूर्ण हैं, तो संतुलन क्षमता के लिए सूत्र और अधिक जटिल हो जाता है।

विश्राम झिल्ली क्षमता की उत्पत्ति को स्पष्ट रूप से गोल्डमैन समीकरण द्वारा समझाया जा सकता है। अधिकांश पशु कोशिकाओं की विश्राम प्लाज्मा झिल्ली K के प्रति अधिक पारगम्य है, जो विश्राम क्षमता "V" को पोटेशियम संतुलन क्षमता के नज़दीक करता है।

यह जानना महत्वपूर्ण है कि शुद्ध लिपिड द्विपरत की आयनिक और जल पारगम्यता बहुत न्यून है और यह समान तरीके से, तुलनीय आकार का आयनों के लिए नगण्य हैं, जैसे Na K। हालांकि, कोशिका झिल्लियां, बड़ी संख्या में आयन चैनल, जल चैनल (एक्वापोरीन) और विभिन्न आयनिक पंपों, एक्सचेंजर और ट्रांसपोर्टरों को धारण करती हैं जो नाटकीय और चुनिंदा रूप से विभिन्न आयनों के लिए झिल्ली की पारगम्यता को बढ़ाती हैं। विश्राम क्षमता पर पोटेशियम आयन के लिए अपेक्षाकृत उच्च झिल्ली पारगम्यता, अंदरूनी-संशोधक पोटाशियम आयन चैनल से फलित होती है, जो ऋणात्मक वोल्टेज पर खुली होती है, तथाकथित लीक पोटेशियम कंडक्टेन्सेस जैसे मुक्त संशोधक K चैनल (ORK) जो खुली स्थिति में बंद किये गए होते हैं। इन पोटेशियम चैनलों को वोल्टेज-सक्रिय K से भिन्न समझा जाना चाहिए जो ऐक्शन पोटेंशिअल के दौरान झिल्ली पुनर्ध्रुविकरण के लिए जिम्मेदार होते हैं।

तंत्रिकासंचरण
विश्राम क्षमता (रेस्टिंग पोटेंशिअल)
वर्गीकरण वितरण और विकासवादी लाभ
रासायनिक सिनेप्सेस