細胞膜を構成している下図のリン脂質二重層は部分透過性です。 つまり、大きな極性分子や特定のイオンが細胞内に入ったり出たりするのを選択的に防いでいる。 そのため、輸送タンパク質は、実質的に膜を通過して、それらを移動させるために用いられる。
輸送タンパク質には、キャリアとチャネルの2つのタイプがあります。 チャネルタンパク質は水で満たされた孔で、荷電物質（イオンなど）が膜を通過して細胞内外に拡散するのを可能にする。 要するに、極性分子が二重膜の非極性または疎水性の内部を移動するためのトンネルを提供するのである。
分子はチャネルタンパク質を介して濃度勾配を下る、つまり濃度の高いところから低いところへ移動する。 このプロセスは促進拡散と呼ばれています。
ほとんどのチャネルタンパク質はゲート式で、膜の内側にあるタンパク質分子の一部が移動して孔を閉じることができるようになっています。 これにより、イオン交換をより制御することができる。