1791年意大利解剖學家加伐尼(L.Galvani)偶然發現，如果將蛙腿的肌肉置于鐵板上再用銅鉤鉤住蛙的脊髓，當銅鉤與鐵板接觸時肌肉就會發生收縮，他把這種現象歸因于動物電。
1902年德國生理學家伯恩斯坦(Julius Bernstein)接受了德國化學家奧斯特瓦爾德(W.Ostwald)的膜通透性理論，支持發展了"先存學說"(preexistence theory)，并提出生物電發生的"膜學說"(membrane theory)。
1949年霍奇金和英國生理學家卡茨(Bernard SirKatz)對"膜學說"加以修正，提出"離子學說“(ionic theory)。該學說認為，在靜息狀態下，神經膜主要是由K+擴散出膜外形成“內負外正”的靜息電位。當神經興奮時膜對Na+的通透性迅速增加，使膜外高濃度的 Na+進入膜內，同時K+外流，這樣就形成了“內正外負”的動作電位。