Teoria membranowa przewodzenia impulsów nerwowych wzięła swoją nazwę od błony komórkowej neuronów, która odgrywa podstawową rolę w przewodzeniu impulsów nerwowych. Stan niepobudzonej błony komórki nerwowej neuronu nazywa się polaryzacją spoczynkową, która jest wstępnym stopniem gotowości neuronu do reagowania. Polaryzacja błony wynika z faktu, że jony (przede wszystkim potasu i sodu) są nierównomiernie umieszczone zarówno na powierzchni błony, jak i pod nią, czyli w cytoplazmie. Różnica potencjałów, czyli potencjał spoczynkowy między wewnętrzną a zewnętrzną powierzchnią błony wynosi -70mV (miliwolt). W utrzymywaniu polaryzacji spoczynkowej bierze udział nieustanna aktywność białek, które przenoszą jony potasu i sodu przez błonę komórkową neuronu. Pompa sodowo-potasowa czerpie energię z hydrolizy ATP do postaci ADP i Pi.