Överpotentialen beskrivs teoretiskt av Butler–Volmer-ekvationen som ett logaritmiskt beroende av strömtätheten. Storleken på η beror starkt på elektrodytans och elektrodreaktionens karaktär. Överpotentialen är positiv vid en anodisk reaktion och negativ vid en katodisk. Summan av överpotentialerna vid de båda elektroderna kallas cellens överspänning. För en elektrolyscell är cellspänningen större