Se dice que la membrana celular es selectivamente permeable porque permite que ciertas sustancias pasen a la vez que restringe el paso de otras. La estructura real de la membrana celular permite el paso libre o restringe el movimiento de sustancias a través del membrana. Tres formas en que la membrana celular controla el movimiento de sustancias es la difusión simple, la difusión facilitada y el transporte activo.
La membrana celular, o membrana plasmática, consiste en una bicapa lipídica en la que los fosfolípidos se alinean en una doble capa con sus colas hidrófobas enfrentadas y sus cabezas que aman el agua hacia el exterior y el interior de la célula. Incrustadas en esta bicapa hay varias proteínas que desempeñan un papel en el control del paso de sustancias.
Con la difusión simple, ciertas sustancias como el agua, el oxígeno y el dióxido de carbono pasan de un área de alta concentración a un área de baja concentración. Este tipo de movimiento no requiere energía porque las sustancias bajan sus gradientes de concentración. En la difusión facilitada, los iones y las moléculas más grandes pasan a través de un canal por sus gradientes de concentración. La difusión facilitada tampoco requiere energía.
El transporte activo requiere energía para alimentar las bombas que mueven sustancias de un lado de la membrana al otro en contra de sus gradientes de concentración. Para ilustrar, la bomba de sodio-potasio mueve tres iones de sodio y dos iones de potasio a la célula utilizando la molécula de energía ATP.
