Nernsta vienādojums nosaka šūnu membrānu miera potenciālu organismā kā jonu koncentrācijas faktoru šūnā un ārpusē. Šūnas ir ķermeņa pamatvienība, un vidi šūnā no ārpuses atdala šūnu membrāna. Intracelulārajā vidē ir jonu koncentrācija, kas atšķiras no ārpusšūnu vides koncentrācijas, tāpēc veidojas elektriskais lādiņš, ko sauc par miera potenciālu. Joni, kas visvairāk ietekmē miera potenciāla noteikšanu, ir tie, kuriem šūnu membrāna ir viscaurlaidīgākā: nātrijs un kālijs. Šūnā ir augstāka kālija koncentrācija nekā ārpus šūnas, un nātrija jonam ir pretējais.
Daudzām ķermeņa šūnām miera potenciāls paliek nemainīgs visu šūnu dzīves laiku. Tomēr uzbudināmām šūnām, piemēram, nervu un muskuļu šūnām, miera potenciāls vienkārši attiecas uz membrānas potenciālu, kad šūna netiek uzbudināta. Uzbudināma šūna ir šūna, kas ģenerē elektrisku impulsu, kas liek šūnai sarauties, ja runa ir par muskuļu šūnām, vai izdod signālu, ja ir nervu šūna.
Uzbudinājuma rezultātā mainās membrānas caurlaidība pret jonu, galvenokārt kālija un nātrija, caurlaidību. Tas nodrošina jonu plūsmu no augstākas koncentrācijas zonas uz zemākas koncentrācijas apgabalu, un šī plūsma izraisa elektrisko strāvu, kas mainīs lādiņu pāri membrānai. Tāpēc Nernsta vienādojums šajā gadījumā nav piemērojams, jo Nernsta vienādojums ņem vērā tikai jonu koncentrāciju, ja nav caurlaidības caur šūnu membrānu.
Nernsta vienādojuma faktori tādās konstantēs kā Faradeja konstante, universālā gāzes konstante, ķermeņa absolūtā temperatūra un aplūkojamo jonu valence. Kālijs ir visbiežāk uzskatītais jons vienādojumā. Tas ir jons ar vislielāko caurlaidību, tāpēc tas visvairāk plūst cauri membrānai.
Nernsta vienādojums ir kritizēts, jo tas pieņem, ka šūnu membrānā nav jonu neto plūsmas. Reāli nekad nav jonu neto plūsmas, jo joni izplūst noplūdes dēļ vai šūna tos aktīvi sūknē cauri membrānai. Daudzos gadījumos, prognozējot membrānas potenciālu, priekšroka tiek dota universālākam Goldmana vienādojumam. Goldmana vienādojumā ir ņemta vērā membrānas caurlaidība joniem, lai precīzāk novērtētu membrānas potenciālu, un to var izmantot uzbudināmām un neuzbudināmām šūnām.