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La célula miocárdica está polarizada en reposo y su interior contiene una carga eléctrica relativamente negativa con respecto al exterior, con un potencial transmembrana de –80 a –100 mV. En reposo, el interior de la célula miocárdica contiene concentraciones elevadas de K+ respecto al exterior, el cual, a su vez, contiene altas concentraciones de Na+ y Ca++.

El sarcolema contiene la bomba Na+-K+ que, al activarse, extrae sodio del interior celular . En la fase 2 del potencial de acción, existe una corriente lenta de Ca++ hacia el interior de la célula a través del sistema T. Ello estimula el retículo sarcoplásmico a liberar más Ca++ que, al entrar en la sarcómera, se combina con la troponina C y activa la contracción de los miofilamentos . Posteriormente, el retículo sarcoplásmico repone Ca++ a partir del existente alrededor de las miofibrillas, lo que hace disminuir su concentración en ellas. Como resultado, se inhibe la interacción actina-miosina responsable de la contracción y se produce la relajación de las fibras miocárdicas.

El adenosintrifosfato (ATP) es la principal fuente de energía utilizada en la contracción cardíaca. La actividad de la ATPasa miosínica determina la velocidad de la contracción cardíaca al intermediar en la frecuencia con que se forman y deshacen los puentes de actina y miosina.