Bu bölümde, hücrelerde ve ekstraselüler sıvılarda organik ve mineral maddelerin iyon formunda bulunduğu belirtilmektedir. İnsan vücudunun hücrelerinde ve ekstraselüler sıvılarında bulunan başlıca katyonlar Na+, K+, Ca2+ ve Mg2+'dir. Diğer katyonların içeriği ise önemsizdir. Temel anyonlar ise PO32-, Cl-, SO42- ve HCO3-'tir. Canlı biyolojik sistem, elektro-nötralite prensibi tarafından kontrol edilir. Buna göre, pozitif yüklü katyonların ve negatif yüklü anyonların sayısı eşit olmalıdır, ancak bireysel katyon ve anyon dalgalanmaları mümkündür. Hücreler arası sıvı ve kan plazmasındaki başlıca anorganik katyon ve anyon konsantrasyonları neredeyse eşittir. Temel ekstraselüler katyon Na+'dır (tüm katyonların toplam konsantrasyonunun %90'ından fazlası). Temel anyonlar Cl- ve HCO3-'tir (%70 ve %18). Başlıca hücre içi iyonlar K+ (%75) ve PO32-'dir (%50). Elektro-nötralite prensibine uygun olarak, hücre içindeki inorganik anyonların küçük bir miktar eksikliği vardır. Bu, organik asitlerin (laktat, sitrat vb.) anyonları ve negatif yüklü asidik proteinler tarafından telafi edilir. Ekstraselüler proteinler ve organik asitler önemsiz negatif yük miktarını telafi ederken, hücre içi proteinler inorganik katyonlar tarafından oluşturulan pozitif yüklerin yaklaşık %25'ini nötralize etmek zorundadır. Tüm canlı organizmalar, hücre zarıyla ayrılan hücre içi ve ekstraselüler alanlar arasındaki temel inorganik iyon konsantrasyonlarındaki farklılıkla karakterizedir. Bu gradyan sadece canlı organizmalarda mevcuttur ve ölümün ardından kaybolur. Hücre içi ve ekstraselüler alanlar arasındaki temas, bir hücre zarı aracılığıyla düzenlenir. Bu zar, belirli iyonlar konusunda seçici geçirgenliğe sahiptir. Hücre zarları, proteinler gibi oldukça yüksek toplam negatif yüke sahip büyük makromoleküller için tamamen geçirgen değildir. Yarı geçirgen zarın bulunabilirliği, zarın karşı tarafında küçük yüklü kolloidal partiküllerin varlığında özel denge koşulları yaratır. Hesaplamalar, zarın karşı taraflarındaki iyonların konsantrasyon gradyanının farklı hücrelerde 60-80 mV (milivolt) potansiyel yarattığını göstermektedir. Hücre zarının iç kısmı negatif yüklüdür. Tüm biyoelektrik ve elektrofizyolojik olaylar, önemli inorganik iyonlar olan sodyum, potasyum, kalsiyum ve klorun farklı geçirgenlik seviyeleriyle ilişkilidir. Bu, iyonların fiziksel ve kimyasal özelliklerini bir araç olarak kullanmayı mümkün kılar.(AI)