细胞生物电的形成原因主要与细胞膜两侧离子的不均衡分布以及细胞膜对离子的选择性通透密切相关。

首先，细胞内外离子分布存在明显差异。细胞内液中钾离子（K⁺）浓度较高，而细胞外液中钠离子（Na⁺）和氯离子（Cl⁻）浓度较高。这种离子分布的不均衡是由细胞膜上的离子泵，如钠 - 钾泵的活动所维持。钠 - 钾泵每消耗1分子ATP，可将3个Na⁺泵出细胞外，同时将2个K⁺泵入细胞内，从而保证了细胞内高K⁺和细胞外高Na⁺的离子浓度梯度。

其次，细胞膜对不同离子具有选择性通透的特性。在安静状态下，细胞膜对K⁺的通透性较高，对Na⁺的通透性较低。由于细胞内K⁺浓度高于细胞外，K⁺会顺着浓度梯度向细胞外扩散。随着K⁺的外流，细胞内的正电荷减少，而细胞外的正电荷增多，形成了内负外正的电位差。当促使K⁺外流的浓度差与阻止K⁺外流的电位差达到平衡时，K⁺的净移动为零，此时的电位差称为静息电位，它是细胞生物电的一种重要表现形式。

当细胞受到刺激时，细胞膜的通透性会发生改变。例如，当刺激达到一定强度时，细胞膜对Na⁺的通透性突然增大，Na⁺迅速大量内流，使细胞内的正电荷迅速增加，膜电位由原来的内负外正变为内正外负，形成动作电位的上升支。随后，细胞膜对Na⁺的通透性迅速下降，而对K⁺的通透性增大，K⁺快速外流，使膜电位又恢复到静息电位水平，形成动作电位的下降支。

此外，细胞生物电的形成还与一些其他离子的参与有关。例如，钙离子（Ca²⁺）在某些细胞的兴奋 - 收缩偶联等过程中也起着重要作用，它的跨膜流动会影响细胞的电活动。同时，细胞膜上的离子通道具有不同的状态，如激活、失活和关闭状态，这些状态的转换也会影响离子的跨膜流动，进而影响细胞生物电的产生和变化。

综上所述，细胞