细胞膜内外电位差的形成主要与离子的分布和流动有关。细胞膜是一种半透性膜，它允许某些小分子和离子通过，但阻止其他大分子物质的自由穿透。细胞膜上存在各种离子通道、载体蛋白以及泵（如钠钾泵），这些结构对特定离子具有选择性的通透性。

1.离子分布不均：在生理状态下，细胞内外不同类型的离子浓度是不同的。例如，细胞内的钾离子(K )浓度通常高于细胞外，而细胞外的钠离子(Na )和氯离子(Cl-)浓度则相对较高。这种浓度梯度是由细胞膜上的泵（如钠钾ATP酶）维持的结果。

2.离子通道的选择性开放：不同的离子通道对特定离子具有高度选择性。当某一类型的离子通道开启时，相应的离子可以顺着其浓度梯度跨膜移动。例如，在静息状态下，大多数细胞的钾离子通道是开放的，允许K 从高浓度区域（细胞内）向低浓度区域（细胞外）扩散。

3.膜电位的产生：由于上述原因，当钾离子从细胞内部向外流动时，带负电荷的大分子物质（如蛋白质等）无法通过细胞膜离开细胞。这导致了细胞内的正电荷减少而外部增加，形成了一个负于细胞外侧的膜内环境。

4.平衡状态：随着K 不断流出，细胞内外的电位差逐渐增大，最终达到一个平衡点，在这个点上，化学驱动力（浓度梯度）与电学阻力相等。此时，尽管仍然存在离子浓度差异，但由于电位差的作用，净流动趋于停止。

综上所述，细胞膜两侧的电位差是由特定离子的选择性通透性和它们在细胞内外的不同分布共同作用的结果。这一现象对于维持细胞正常的生理功能至关重要，尤其是在神经传导、肌肉收缩等方面发挥着重要作用。