Les deux types de base de transport actif qui se produisent lorsque des molécules et d'autres matériaux plus gros traversent les membranes cellulaires sont le transport actif à l'aide de pompes et le transport actif à l'aide de vésicules. Les pompes sont des protéines qui poussent ou tirent les molécules à travers le membrane cellulaire en utilisant l'énergie cellulaire qui est stockée sous forme d'adénosine triphosphate, ou ATP. Les vésicules sont des organites qui engloutissent physiquement de gros matériaux à l'extérieur de la cellule pour les amener à l'intérieur, ou elles entourent les matériaux intérieurs puis les expulsent.
Le processus de transport actif qui a lieu lorsque les vésicules expulsent des matériaux de la cellule est appelé exocytose. Le processus inverse, par lequel les vésicules apportent des matériaux dans la cellule, est appelé endocytose.
Les pompes à protéines qui tirent ou poussent les molécules à travers la membrane cellulaire nécessitent l'énergie obtenue à partir de l'ATP, qui est la monnaie énergétique de la cellule, car les pompes agissent contre la dynamique normale de diffusion. Les molécules dans une solution traversent normalement une membrane perméable lorsqu'il y a une concentration inégale de ces molécules entre les deux côtés. L'écoulement va du côté avec la concentration la plus élevée de soluté vers le côté avec la concentration la plus faible. Ce processus, appelé diffusion, se poursuit normalement jusqu'à ce que les concentrations de soluté de chaque côté de la membrane perméable soient égales ou isotoniques. Les pompes à protéines, cependant, agissent contre ce processus, et de l'énergie est nécessaire pour le surmonter.
Lorsqu'il est dans l'intérêt de la cellule que les molécules de soluté traversent la paroi cellulaire dans le sens de la concentration de soluté le plus faible, le processus est appelé osmose. Étant donné que la cellule n'est pas tenue de dépenser sa monnaie d'énergie ATP pendant le processus d'osmose induit par la diffusion, cette forme de transport moléculaire transmembranaire est appelée transport passif.
