Perbedaan utama antara potensial membran dan potensial kesetimbangan adalah bahwa potensial membran adalah perbedaan potensial listrik antara membran plasma luar dan dalam sel sedangkan potensial kesetimbangan adalah potensial membran yang diperlukan untuk menghasilkan kesetimbangan elektrokimia.
Zat yang berbeda, terutama ion dan nutrisi, masuk dan keluar sel melalui membran sel. Untuk mengambil ion dan nutrisi di dalam sel, sel menghasilkan dan mempertahankan potensi membran melintasi membran plasma. Potensial membran adalah perbedaan tegangan atau potensial listrik antara bagian dalam dan luar sel. Ia bekerja sebagai kekuatan untuk memfasilitasi pergerakan ion secara pasif dalam satu arah. Namun, potensial kesetimbangan membatasi pergerakan ion melintasi membran. Ini adalah potensial membran di mana aliran bersih adalah nol melintasi membran. Oleh karena itu, pada potensial kesetimbangan, ion tidak bergerak masuk atau keluar sel.