Det fosfolipiddubbelskikt, som visas nedan, som utgör cellmembranet är delvis permeabelt . Det innebär att det selektivt hindrar stora, polära molekyler och vissa joner från att passera in i eller ut ur cellen. Transportproteiner används därför för att förflytta dem, vilket i huvudsak innebär att de passerar membranet.
Det finns två typer av transportproteiner: bärare och kanaler. Kanalproteiner är vattenfyllda porer som gör det möjligt för laddade ämnen (som joner) att diffundera genom membranet in i eller ut ur cellen. I huvudsak tillhandahåller de en tunnel för sådana polära molekyler att röra sig genom det opolära eller hydrofoba insidan av tvåskiktet.
Molekylen rör sig genom kanalproteinet längs dess koncentrationsgradient eller, med andra ord, från ett område med högre koncentration till ett område med lägre koncentration. Denna process kallas för underlättad diffusion.
De flesta kanalproteiner är gated, vilket innebär att en del av proteinmolekylen på membranets insida kan röra sig för att stänga porerna. Detta möjliggör mer kontroll över jonutbytet .