膜電位(英語:membrane potential、transmembrane potential或membrane voltage)是細胞內及細胞外之間的電壓差。若以細胞外為基點,一般來說,膜電位的電壓在-40 mV到–80 mV之間。
膜電位常指以膜相隔之兩溶液間產生的電位差。通常指細胞生命活動的過程中伴隨之電現象,存在於細胞膜內外兩側的電位差。膜電位在神經細胞通訊的過程中有著很重要的作用。
1791年義大利解剖學家加伐尼(L.Galvani)偶然發現,將蛙腿肌肉放置於鐵板上,利用銅鉤鉤住蛙的脊髓,銅鉤與鐵板接觸時,其肌肉產生收縮,他把此現象歸因於動物電。
1950年代,霍去金和赫胥黎研究烏賊巨大神經元軸突(直徑>1mm)發現了細胞內外具有電位差,靜止狀態時神經細胞內電位較低(約-65mV)