一旦膜电位变成–50mV，那么这种过程就被称为去极化。去极化往往是由离子的扩散作用所致。举例来说就是Na通过Na通道或者Ca通过Ca通道内流。主要由Na迅速内流，使膜内电位迅速上升，膜电位由内负外正转为内正外负的状态，构成动作电位的上升支。而在另一方面，K通过K通道外流。而Cl（阴离子)通过抑制去极化。如果一个细胞剩下K 或Cl，阻碍他们的流动也会导致去极化。由于去极化会导致细胞膜的电压发生变化，电生理学家可以通过来测量它。膜去极化引起的电流是内向电流，或外向电流减少。
去极化