Los dos tipos básicos de transporte activo que tienen lugar cuando las moléculas y otros materiales más grandes atraviesan las membranas celulares son el transporte activo con bombas y el transporte activo con vesículas. Las bombas son proteínas que empujan o empujan las moléculas a través de membrana celular haciendo uso de la energía celular que se almacena en forma de trifosfato de adenosina, o ATP. Las vesículas son orgánulos que envuelven físicamente grandes materiales fuera de la celda para traerlos al interior, o rodean materiales del interior y luego los expulsan.
El proceso de transporte activo que tiene lugar cuando las vesículas expulsan materiales de la célula se llama exocitosis. El proceso inverso, mediante el cual las vesículas llevan los materiales a la célula, se llama endocitosis.
Las bombas de proteína que tiran o empujan moléculas a través de la membrana celular requieren la energía obtenida de ATP, que es la moneda de energía de la célula, porque las bombas funcionan en contra de la dinámica normal de difusión. Las moléculas en una solución normalmente pasan a través de una membrana permeable cuando hay una concentración desigual de esas moléculas entre los dos lados. El flujo es desde el lado con la mayor concentración de soluto hacia el lado con la menor concentración. Este proceso, que se llama difusión, normalmente continúa hasta que las concentraciones de soluto en cada lado de la membrana permeable son iguales o isotónicas. Sin embargo, las bombas de proteínas están trabajando en contra de ese proceso y se necesita energía para superarlas.
Cuando lo mejor para la célula es que las moléculas de soluto crucen la pared celular en la dirección de la concentración de soluto menor, el proceso se llama ósmosis. Debido a que la célula no está obligada a gastar ninguna de sus monedas de energía ATP durante el proceso de ósmosis impulsado por difusión, esta forma de transporte molecular de membrana cruzada se conoce como transporte pasivo.
