Las partículas cargadas, como los iones de sodio y potasio, no pueden atravesar las membranas celulares, por lo que tienen que pasar a través de las proteínas del canal iónico en difusión facilitada, o ser empujadas a través del uso de energía a través del transporte activo. En estos casos, una estructura de proteína que abarca todo el grosor de la membrana permite el paso de partículas cargadas que normalmente serían repelidas por la membrana.
Si el paso de iones a través de una membrana celular requiere algún aporte energético, depende de las concentraciones relativas de esos iones dentro y fuera de la célula. En algunos casos, al igual que con el sodio y el potasio, las células necesitan mantener las concentraciones de cada tipo de ión desequilibradas entre el interior y el exterior de la célula. Debido a que esto no se puede lograr con la difusión pasiva, la celda debe usar transporte activo.
Las proteínas de transporte, en el caso del transporte activo, son capaces de usar energía para forzar partículas cargadas de una región de menor concentración a un área de mayor concentración. Esta energía es generalmente energía química del ATP, aunque también se utilizan otros tipos de energía, incluidos gradientes de electrones y energía luminosa. El transporte activo a veces usa la energía de las partículas que se mueven de concentración alta a baja para impulsar otras partículas que se mueven de concentración baja a alta.
