Die unten abgebildete Phospholipid-Doppelschicht, aus der die Zellmembran besteht, ist teilweise durchlässig. Das bedeutet, dass sie große, polare Moleküle und bestimmte Ionen selektiv daran hindert, in die Zelle hinein- oder aus ihr herauszukommen. Daher werden Transportproteine verwendet, um sie zu bewegen, im Wesentlichen unter Umgehung der Membran.
Es gibt zwei Arten von Transportproteinen: Carrier und Kanäle. Kanalproteine sind wassergefüllte Poren, die es geladenen Substanzen (wie Ionen) ermöglichen, durch die Membran in die Zelle hinein oder aus ihr heraus zu diffundieren. Im Wesentlichen bieten sie einen Tunnel für solche polaren Moleküle, um sich durch das unpolare oder hydrophobe Innere der Doppelschicht zu bewegen.
Das Molekül bewegt sich durch das Kanalprotein entlang seines Konzentrationsgefälles oder, anders ausgedrückt, von einem Bereich mit höherer Konzentration zu einem Bereich mit niedrigerer Konzentration. Dieser Vorgang wird als erleichterte Diffusion bezeichnet.
Die meisten Kanalproteine sind gated, was bedeutet, dass sich ein Teil des Proteinmoleküls auf der Innenseite der Membran bewegen kann, um die Pore zu schließen. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle über den Ionenaustausch.