Nernstova jednadžba određuje potencijal mirovanja staničnih membrana u tijelu kao faktor koncentracije iona unutar i izvan stanice. Stanice su osnovna jedinica tijela, a okoliš unutar stanice odvojen je od izvana staničnom membranom. Unutarstanični okoliš sadrži koncentraciju iona koja je drugačija od one u izvanstaničnoj okolini, pa se razvija električni naboj, koji se naziva potencijal mirovanja. Ioni koji su najutjecajniji u određivanju potencijala mirovanja su oni za koje je stanična membrana najpropusnija: natrij i kalij. Veća je koncentracija kalija unutar stanice nego izvan stanice, a suprotno vrijedi za natrijev ion.
Za mnoge stanice u tijelu, potencijal mirovanja ostaje konstantan tijekom života stanice. Međutim, za podražljive stanice poput onih živaca i mišića, potencijal mirovanja se jednostavno odnosi na membranski potencijal kada stanica nije pobuđena. Ekscitabilna stanica je ona koja stvara električni impuls koji uzrokuje da se stanica kontrahira, u slučaju mišićne stanice, ili ispaljuje signal u slučaju živčane stanice.
Ekscitacija rezultira promjenom propusnosti membrane za ione, uglavnom kalij i natrij. To omogućuje protok iona iz područja veće koncentracije u područje niže koncentracije, a taj protok uzrokuje električnu struju koja će promijeniti naboj preko membrane. Stoga, Nernstova jednadžba u ovom slučaju nije primjenjiva, jer Nernstova jednadžba uzima u obzir samo koncentraciju iona kada nema propusnosti preko stanične membrane.
Nernstova jednadžba čini konstante kao što su Faradayeva konstanta, univerzalna plinska konstanta, apsolutna temperatura tijela i valencija razmatranih iona. Kalij je najčešće razmatran ion u jednadžbi. To je ion najveće propusnosti, pa najviše teče kroz membranu.
Nernstova jednadžba je kritizirana jer pretpostavlja da ne postoji neto protok iona kroz staničnu membranu. Realno, nikada nema neto protoka iona, jer ioni izlaze zbog curenja ili ih stanica aktivno pumpa preko membrane. U mnogim slučajevima preferira se univerzalnija Goldmanova jednadžba kada se predviđa membranski potencijal. Goldmanova jednadžba uzima u obzir propusnost membrane za ione radi točnije procjene membranskog potencijala, a može se koristiti i za ekscitabilne i neekscitabilne stanice.