本发明公开了一种用于测定或者监测组织或细胞跨膜电位变化的方法及装置，其首先将细胞跨膜电位变化转变成荧光信号，检测荧光信号光强的变化量ΔF与细胞跨膜电位的变化ΔVm，然后计算光学动作电位，计算得到每个点的动作电位，当计算出一帧图像中每个点的动作电位，则能够重构出某个时刻的等电势图；利用简化算法先得到平均静息电位荧光图像，然后从得到的荧光图像直接减去背景图像，最后计算得到等电势图。本发明可以满足大多数电生理研究的需要。外围支持系统可将染料灌注到细胞膜上，在待测时间内保持基本稳定，并在实验期间维持细胞活性。