Les particules chargées telles que les ions sodium et potassium ne peuvent pas traverser les membranes cellulaires, elles doivent donc soit traverser les protéines des canaux ioniques en diffusion facilitée, soit être poussées à travers en utilisant de l'énergie via un transport actif. Dans les deux cas dans ces cas, une structure protéique qui s'étend sur toute l'épaisseur de la membrane permet le passage de particules chargées qui seraient normalement repoussées par la membrane.
Le fait que le passage des ions à travers une membrane cellulaire nécessite un apport d'énergie dépend des concentrations relatives de ces ions à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule. Dans certains cas, comme pour le sodium et le potassium, les cellules doivent maintenir les concentrations de chaque type d'ions déséquilibrées entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule. Parce que cela ne peut pas être réalisé avec la diffusion passive, la cellule doit utiliser le transport actif.
Les protéines de transport, dans le cas du transport actif, sont capables d'utiliser de l'énergie pour forcer les particules chargées d'une région de moindre concentration vers une zone de plus grande concentration. Cette énergie est généralement de l'énergie chimique de l'ATP, bien que d'autres types d'énergie, y compris les gradients d'électrons et l'énergie lumineuse, soient également utilisés. Le transport actif utilise même parfois l'énergie des particules passant d'une concentration élevée à une faible concentration pour alimenter d'autres particules passant d'une concentration faible à élevée.
