A hiperpolarização através da membrana celular ocorre quando os íons de potássio entram na célula para repolarizar a membrana. A repolarização ultrapassa o potencial de repouso da membrana e hiperpolariza a lâmina celular.
As membranas celulares das células nervosas podem conduzir eletricidade para propagar potenciais de ação por todo o corpo. Os potenciais de ação ocorrem em resposta a neurotransmissores no corpo. Quando ocorre um potencial de ação, um sinal é enviado a uma célula nervosa para fazer com que o corpo execute uma ação. Os potenciais de ação ocorrem por meio das ações de despolarização, repolarização e hiperpolarização.
A despolarização ocorre sempre que os dendritos de uma célula nervosa recebem um estímulo. Os canais de sódio se abrem e ele entra na célula. Em seguida, os canais de sódio se fecham e os canais de potássio se abrem para repolarizar a membrana celular. À medida que os canais de potássio se abrem, a membrana celular se torna menos negativa. Finalmente, os canais de potássio permanecem abertos e a célula sofre hiperpolarização.
Um potencial de ação está completo sempre que a célula passa por todos esses três processos. Uma vez que um potencial de ação é concluído, a célula deve retornar ao seu potencial de repouso de -70 milivolts. Para conseguir isso, a bomba de sódio e potássio transporta ativamente íons de sódio para fora da célula e também transporta ativamente íons de potássio para dentro da célula.