Numa membrana biológica, o potencial de reversão (também conhecido como potencial de Nernst) de um íon é o potencial de membrana no qual não há fluxo (global) daquele íon em particular de um lado da membrana para o outro. No caso de neurônios pós-sinápticos, o potencial de reversão é o potencial de membrana no qual um determinado neurotransmissor não causa fluxo líquido de corrente de íons através do canal iônico do receptor desse neurotransmissor.
Em um sistema de íon único, o potencial de reversão é sinônimo de potencial de equilíbrio; seus valores numéricos são idênticos. Os dois termos referem-se a aspectos diferentes da diferença do potencial de membrana. Equilíbrio refere-se ao fato de que o fluxo iônico líquido a uma determinada voltagem é zero. Ou seja, as taxas de movimento de íons para fora e para dentro são as mesmas; o fluxo de íons está em equilíbrio. Reversão refere-se ao fato de que uma mudança do potencial da membrana em ambos os lados do potencial de equilíbrio reverte a direção geral do fluxo iônico.
O potencial de reversão é freqüentemente chamado de “potencial de Nernst”, pois pode ser calculado a partir da equação de Nernst. Os canais iônicos conduzem a maior parte do fluxo de íons simples que entram e saem das células. Quando um tipo de canal que é seletivo para uma espécie de íon domina dentro da membrana de uma célula (porque outros canais de íons estão fechados, por exemplo) então a voltagem dentro da célula se equilibrará (ou seja, se tornará igual) ao potencial de reversão para aquele íon (assumindo que o exterior da célula esteja em 0 volts). Por exemplo, o potencial de repouso da maioria das células está próximo do potencial de reversão do íon K+ (íon potássio). Isto porque, no potencial de repouso, a condutância de potássio domina. Durante um típico potencial de ação, a pequena condutividade do íon de repouso mediada pelos canais de potássio é dominada pela abertura de numerosos canais de Na+ (íon sódio), o que traz o potencial de membrana em direção ao potencial de reversão do sódio.
A relação entre os termos “potencial de reversão” e “potencial de equilíbrio” só se mantém para sistemas de íon único. Em sistemas de íons múltiplos, existem áreas da membrana celular onde a soma das correntes dos íons múltiplos será igual a zero. Embora este seja um potencial de reversão no sentido de que o potencial da membrana inverte a direção, não é um potencial de equilíbrio porque nem todos (e em alguns casos, nenhum) os íons estão em equilíbrio e, portanto, têm fluxo líquido através da membrana. Quando uma célula tem permeabilidades significativas para mais de um íon, o potencial celular pode ser calculado a partir da equação de Goldman-Hodgkin-Katz e não da equação de Nernst.