A principal diferença entre o potencial de membrana e o potencial de equilíbrio é que o potencial de membrana é a diferença de potencial elétrico entre o exterior e o interior da membrana plasmática de uma célula, enquanto o potencial de equilíbrio é o potencial de membrana necessário para produzir o equilíbrio eletroquímico.
Diferentes substâncias, especialmente íons e nutrientes, entram e saem da célula através da membrana celular. Para levar íons e nutrientes para dentro da célula, as células geram e mantêm um potencial de membrana através da membrana plasmática. O potencial de membrana é a diferença de voltagem ou potencial elétrico entre o interior e o exterior da célula. Ele funciona como uma força para facilitar o movimento dos íons passivamente em uma direção. No entanto, o potencial de equilíbrio restringe o movimento do íon através da membrana. É o potencial de membrana em que o fluxo líquido é zero através da membrana. Portanto, no potencial de equilíbrio, os íons não se movem para dentro ou para fora da célula.