把微电极插入细胞内，既可用它来测定膜电位又可用它来给予电刺激，这种电极称为细胞内电极。这种电极最初是用于植物细胞和动物的卵细胞，但霍奇金（A
．L
．Hodgkin
，1939
）和科尔（K
．S
．Cole
，1940
）使用直径约100
微米的玻璃毛细管从断端纵向插入枪乌贼（Lolige
）的巨大神经纤维，并在细胞外安置参考电极用以测定静止电位和动作电位取得了成功。此后，林（G
．Ling
）和杰勒德（R
．W
．Ger
－ard
，1949
）用直径小于0.5
微米的玻璃电极，横向插入多种神经和肌肉纤维测定了静止膜电位。而从纳斯丢克（W
．L
．Nastuk
）和霍奇金（1950
）用同类电极成功的记录了动作电位以来，细胞内电极获得了广泛的应用。如原生动物和色素细胞等大型的游离细胞，用同样的方法也直接测定了伴随它们活动的电位差的变动。由于细胞内电极的发展，又开始测定了膜电位的绝对值。这些都导致了电生理学的飞跃进步。