Пороговий потенціал – це мінімальний зсув мембранного потенціалу (різниця потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани), при якому деполяризація мембрани досягає критичного рівня, достатнього для виникнення потенціалу дії, що поширюється (ПД). Поріг деполяризації – це величина мембранного потенціалу на мембрані, яка необхідна виникнення ПД.
Пороговий потенціал залежить від властивостей мембрани та від довжини збудливої тканини. У нервах і м'язових волокнах порогові потенціали становлять близько -50 мВ, у скелетних м'язах вони трохи вищі. У нервових волокнах поріг деполяризації дещо вищий, ніж у м'язових волокнах, що з властивостями мембрани.
При дії на тканину електричного подразника пороговий потенціал змінюється в залежності від сили і тривалості подразнення. При досить тривалій дії подразника пороговий потенціал може змінюватися у бік гіперполяризації, що може спричинити гальмування активності нейронів.
Існує безліч способів вивчення властивостей мембран, проте найбільш важливим та інформативним з них є метод, заснований на реєстрації їх електричних характеристик, особливо таких як потенціал спокою та потенціал дії. Потенціометрія – метод реєстрації розподілу стаціонарних потенціалів на мембрані при додатку до неї постійного електричного поля та вимірі пов'язаних з ним потокових струмів. Залежно від падіння потенціалу мембрани від величини прикладеного поля поблизу рівноважного потенціалу будуються типові криві та характеристичні графіки. Початкові ділянки цих залежностей апроксимують функціями, у яких виділяються дві параметричні складові. Перша є нормальним (або дифузійним) елементом у вигляді звичайного гіперболічного синуса (тангенса), нормованого на величину мембранного опору, друга характеризує величину поля, що викликає досягнення критичним рівнем деполяризації області дифузійного блокування. Зазвичай перший параметр називається мембранним потенціалом, а другий - граничним потенціалом. Мембранний потенціал, що вимірюється між двома контактуючими між собою фрагментами мембрани, називається міжмембранним. У тих випадках, коли датчик занурюється у внутрішній вміст клітини або тканини (мікроелектроди), він називається внутрішньоклітинним або внутрішньотканинним. Основним завданням порогового потенціалу в мембранному електрофізіологічному аналізі є встановлення та порівняльна оцінка зв'язку мембранного іонного потоку та мембранної напруги.