Hyperpolarizace je v neurofyziologii změna membránového potenciálu buňky, která ji činí více negativní. Je opakem depolarizace.
Hyperpolarizace je často způsobena efluxem K+ (kationt) přes K+ kanály, nebo přílivem Cl– (anion) přes Cl– kanály. Na druhou stranu příliv kationtů, např. Na+ přes Na+ kanály nebo Ca2+ přes Ca2+ kanály, inhibuje hyperpolarizaci. Pokud má buňka Na+ nebo Ca2+ proudy v klidu, pak inhibice těchto proudů bude mít za následek také hyperpolarizaci.
Protože hyperpolarizace je změna membránového napětí, elektrofyziologové ji měří pomocí techniky proudových svorek. V napěťových svorkách jsou membránové proudy, které vedou k hyperpolarizaci, buď zvýšením vnějšího proudu, nebo snížením vnitřního proudu.
Diagram změn membránového potenciálu během akčního potenciálu