細胞膜內外電位差的形成主要與離子的分布和流動有關。細胞膜是一種半透性膜，它允許某些小分子和離子通過，但阻止其他大分子物質的自由穿透。細胞膜上存在各種離子通道、載體蛋白以及泵（如鈉鉀泵），這些結構對特定離子具有選擇性的通透性。

1.離子分布不均：在生理狀態(tài)下，細胞內外不同類型的離子濃度是不同的。例如，細胞內的鉀離子(K )濃度通常高于細胞外，而細胞外的鈉離子(Na )和氯離子(Cl-)濃度則相對較高。這種濃度梯度是由細胞膜上的泵（如鈉鉀ATP酶）維持的結果。

2.離子通道的選擇性開放：不同的離子通道對特定離子具有高度選擇性。當某一類型的離子通道開啟時，相應的離子可以順著其濃度梯度跨膜移動。例如，在靜息狀態(tài)下，大多數(shù)細胞的鉀離子通道是開放的，允許K 從高濃度區(qū)域（細胞內）向低濃度區(qū)域（細胞外）擴散。

3.膜電位的產生：由于上述原因，當鉀離子從細胞內部向外流動時，帶負電荷的大分子物質（如蛋白質等）無法通過細胞膜離開細胞。這導致了細胞內的正電荷減少而外部增加，形成了一個負于細胞外側的膜內環(huán)境。

4.平衡狀態(tài)：隨著K 不斷流出，細胞內外的電位差逐漸增大，最終達到一個平衡點，在這個點上，化學驅動力（濃度梯度）與電學阻力相等。此時，盡管仍然存在離子濃度差異，但由于電位差的作用，凈流動趨于停止。

綜上所述，細胞膜兩側的電位差是由特定離子的選擇性通透性和它們在細胞內外的不同分布共同作用的結果。這一現(xiàn)象對于維持細胞正常的生理功能至關重要，尤其是在神經傳導、肌肉收縮等方面發(fā)揮著重要作用。