Komórki zwierzęce mają otaczającą je selektywnie przepuszczalną błonę, która oddziela wewnętrzną zawartość komórki od środowiska zewnętrznego. Proces, w którym jony i małe rozpuszczalne cząsteczki lub substancje rozpuszczone przechodzą przez błonę komórkową, jest znany jako transport błonowy. Cząsteczki te są zwykle substancjami niezbędnymi do funkcjonowania i utrzymania komórki, takimi jak glukoza i aminokwasy. Istnieją cztery główne rodzaje transportu błonowego: dyfuzja pasywna lub po prostu dyfuzja; ułatwiona dyfuzja; pierwotny aktywny transport; i wtórny aktywny transport. Wiele z tych mechanizmów transportu obejmuje zastosowanie wyspecjalizowanych cząsteczek białkowych zlokalizowanych w błonie komórkowej, zwanych białkami transportu błonowego.
Bierna dyfuzja zachodzi spontanicznie i jest napędzana przez losową aktywność cząsteczek w roztworze. Cząsteczki przemieszczają się z obszaru o wysokim stężeniu, gdzie jest ich wiele gęsto upakowane razem, do obszaru o niskim stężeniu, gdzie jest mniej cząsteczek oddalonych od siebie. Małe cząsteczki mogą osiągnąć transport błonowy poprzez dyfuzję przez błonę komórkową. Na szybkość dyfuzji może wpływać wiele czynników, w tym skład błony komórkowej oraz wielkość i ładunek cząsteczki. Najbardziej znanym rodzajem dyfuzji pasywnej jest osmoza, proces polegający na przemieszczaniu się cząsteczek wody z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niższym stężeniu.
Ułatwiona dyfuzja polega na wykorzystaniu białek transportujących błonę w błonie komórkowej, zwanych białkami kanałowymi. Białka te działają jak pory w błonie komórkowej, umożliwiając przenikanie cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie, ale uniemożliwiają przechodzenie cząsteczek lipofilnych, czyli „lubiących tłuszcz”. Dyfuzja przebiega zgodnie z tym samym mechanizmem działania, z cząsteczkami przemieszczającymi się z obszarów o wysokim stężeniu do obszarów o niskim stężeniu.
Podstawowy transport aktywny wykorzystuje energię do przenoszenia jonów i cząsteczek z obszarów o wysokim stężeniu do obszarów o niskim stężeniu. Energia wymagana do pierwotnego aktywnego transportu ma zwykle postać nukleotydu zwanego trifosforanem adenozyny (ATP). Jedną z najczęściej występujących form aktywnego transportu jest pompa sodowo-potasowa, która pomaga komórkom utrzymać ładunek elektryczny zwany potencjałem spoczynkowym, a także kontroluje objętość komórki. Pompa sodowo-potasowa przenosi jony sodu na zewnątrz komórki i uwalnia jony potasu do cytoplazmy komórki.
Wtórny transport aktywny wykorzystuje białka transportu błonowego zwane antyporterami i symporterami. Antyportery poruszają jony i molekuły, przenosząc jeden rodzaj cząstek wbrew jego zwykłemu gradiencie stężeń, od niskiego do wysokiego stężenia, podczas transportu drugiego typu cząstki w normalny sposób, od wysokiego do niskiego stężenia. Symportery transportują dwa różne typy cząsteczek lub jonów przez błonę komórkową w tym samym czasie iw tym samym kierunku.