在生物學中，去極化或次極化是細胞內的一種變化，在此期間細胞的電荷分布發生變化，導致細胞內的負電荷比細胞外少。 去極化對于許多細胞的功能、細胞間的通訊以及生物體的整體生理學都是必不可少的。

高等生物中的大多數細胞都維持著相對于細胞外部帶負電的內部環境。 這種電荷差異稱為細胞膜電位。 在去極化過程中，電池內部的負電荷暫時變得更正（負更少）。 這種從負膜電位到更正膜電位的轉變發生在幾個過程中，包括動作電位。 在動作電位期間，去極化非常大，以至于細胞膜上的電位差會短暫地反轉極性，細胞內部會帶正電。

電荷的變化通常是由于鈉離子流入細胞而發生的，盡管它可以由任何種類的陽離子流入或任何種類的陰離子流出介導。 去極化的反面稱為超極化。

術語去極化在生物學中的使用不同于它在物理學中的使用，在物理學中它指的是任何形式的極性（ 即任何電荷的存在，無論是正電荷還是負電荷）變為零值的情況。

去極化有時被稱為次極化（與超極化相反）。

去極化過程完全取決于大多數細胞的固有電學性質。 當細胞處于靜止狀態時，細胞會保持所謂的靜息電位。 幾乎所有細胞產生的靜止電位導致細胞內部與細胞外部相比具有負電荷。 為了維持這種電不平衡，稱為離子的微觀帶正電和帶負電的粒子被傳輸穿過細胞的質膜。 離子跨質膜的運輸是通過嵌入細胞質膜中的幾種不同類型的跨膜蛋白完成的，這些跨膜蛋白充當離子進出細胞的途徑，例如離子通道，鈉鉀泵， 和電壓門控離子通道。

在細胞去極化之前，必須在細胞內建立靜息電位。 細胞可以通過多種機制建立靜息電位，但是許多細胞都遵循一種典型的產生靜息電位的模式。 細胞使用離子通道、離子泵和電壓門控離子通道在細胞內產生負靜息電位。 然而，在細胞內產生靜息電位的過程也會在細胞外創造一個有利于去極化的環境。 鈉鉀泵主要負責優化細胞內部和外部的去極化條件。 通過每兩個帶正電的鉀離子 (K+) 泵入細胞，將三個帶正電的鈉離子 (Na+) 泵出細胞，不僅建立了細胞的靜息電位，而且通過增加 細胞外鈉濃度增加，細胞內鉀濃度增加。 盡管細胞內鉀和細胞外鈉過量，但產生的靜息電位使質膜中的電壓門控離子通道保持關閉，從而防止泵過質膜的離子擴散到某個區域 濃度較低。 此外，盡管帶正電荷的鉀離子濃度很高，但大多數細胞都含有內部成分（帶負電荷），這些成分會積累以建立負內電荷。

在細胞建立靜息電位后，該細胞具有去極化的能力。 在去極化過程中，膜電位迅速從負變為正。 為了在細胞內部發生這種快速變化，必須沿著細胞的質膜發生幾個事件。

當鈉鉀泵繼續工作時，電壓門控鈉通道和鈣通道在細胞處于靜息電位時關閉，響應電壓的初始變化而打開。 當鈉離子沖回細胞時，它們會為細胞內部增加正電荷，并將膜電位從負變為正。 一旦細胞內部變得更加正電荷，細胞的去極化就完成了，通道再次關閉。

細胞去極化后，它會經歷一次內部電荷的最終變化。