Potensial membran (bahasa Inggris: membrane potential, ΔΨ) adalah beda potensial elektrik antara dinding sebelah luar dan sebelah dalam dari suatu membran sel yang berkisar dari sekitar -50 hingga -200 milivolt (tanda minus menunjukkan bahwa di dalam sel bersifat negatif dibandingkan dengan di luarnya).[1] Semua sel memiliki tegangan melintasi membran plasmanya, di mana tegangan ialah energi potensial listrik-pemisahan muatan yang berlawanan.[1] Sitoplasma sel bermuatan negatif dibandingkan dengan fluida ekstraseluler disebabkan oleh distribusi anion dan kation pada sisi membran yang berlawanan yang tidak sama.[1] Potensial membran bertindak seperti baterai, suatu sumber energi yang memengaruhi lalulintas semua substansi bermuatan yang melintasi membran.[1] Karena di dalam sel itu negatif dibandingkan dengan di luarnya, potensial membran ni mendukung transpor pasif kation ke dalam sel dan anion ke luar sel.[1] Dengan demikian, dua gaya menggerakkan difusi ion melintasi suatu membran: gaya kimiawi (gradien konsntrasi ion) dan gaya listrik (pengaruh potensial membran pada pergerakan ion).[1] Kombinasi kedua gaya yang bekerja pada satu ion ini disebut gradien elektrokimiawi.[1] Perubahan lingkungan dapat memengaruhi potensial membran dan sel itu sendiri, sebagai conthnya, depolarisasi dari membran plasma diduga memicu apoptosis (kematian sel yang terprogram)[2]