“离子学说”认为,细胞水平生物电产生的前提有二：①细胞内外离子分布和浓度不同.就正离子来说,膜内K+浓度较高,约为膜外的30倍.膜外Na+浓度较高约为膜内的10倍.从负离子来看,膜外以Cl-为主,膜内则以大分子有机负离子（A-）为主.②细胞膜在不同的情况下,对不同离子的通透性并不一样,如在静息状态下,膜对K+的通透性大,对Na+的通透性则很小.对膜内大分子A-则无通透性.
由于膜内外存在着K+浓度梯度,而且在静息状态下,膜对K+又有较大的通透性（K+通道开放）,所以一部分K+便会顺着浓度梯度向膜外扩散,即K+外流.膜内带负电荷的大分子A-,由于电荷异性相吸的作用,也应随K+外流,但因不能透过细胞膜而被阻止在膜的内表面,致使膜外正电荷增多,电位变正,膜内负电荷增多,电位变负.