Životinjske stanice imaju selektivno propusnu membranu koja ih okružuje i koja odvaja unutarnji sadržaj stanice od vanjskog okoliša. Proces kojim ioni i male topljive molekule ili otopljene tvari prolaze kroz staničnu membranu poznat je kao membranski transport. Te su molekule obično tvari vitalne za funkciju i održavanje stanice, kao što su glukoza i aminokiseline. Postoje četiri glavne vrste membranskog transporta: pasivna difuzija ili jednostavno difuzija; olakšana difuzija; primarni aktivni transport; i sekundarni aktivni transport. Mnogi od ovih transportnih mehanizama uključuju korištenje specijaliziranih proteinskih molekula smještenih u staničnoj membrani koje se nazivaju membranski transportni proteini.
Pasivna difuzija se događa spontano, a pokreće je nasumična aktivnost molekula u otopini. Molekule se kreću iz područja visoke koncentracije, gdje ih ima mnogo gusto zbijenih zajedno, u područje niske koncentracije, gdje ima manje molekula koje su udaljenije. Male molekule mogu postići membranski transport difuzijom kroz staničnu membranu. Na brzinu difuzije mogu utjecati mnoge stvari, uključujući sastav stanične membrane te veličinu i naboj molekule. Najpoznatija vrsta pasivne difuzije je osmoza, proces koji uključuje kretanje molekula vode iz područja visoke koncentracije u područje niže koncentracije.
Olakšana difuzija uključuje korištenje membranskih transportnih proteina unutar stanične membrane koji se nazivaju proteini kanala. Ovi proteini djeluju poput pora u staničnoj membrani, dopuštajući prolazak česticama topivim u vodi, ali onemogućujući prolaz lipofilnim, ili molekulama koje vole masnoće. Difuzija slijedi isti mehanizam djelovanja, pri čemu se molekule kreću iz područja visoke koncentracije u područja niske koncentracije.
Primarni aktivni transport koristi energiju za premještanje iona i molekula iz područja visoke koncentracije u područja niske koncentracije. Energija potrebna za primarni aktivni transport obično je u obliku nukleotida zvanog adenozin trifosfat (ATP). Jedan od najčešćih oblika aktivnog transporta je natrij-kalijeva pumpa, koja pomaže stanicama da održe električni naboj poznat kao potencijal mirovanja, a također kontrolira volumen stanice. Natrij-kalijeva pumpa pomiče natrijeve ione prema van stanice i oslobađa kalijeve ione u citoplazmu stanice.
Sekundarni aktivni transport koristi membranske transportne proteine zvane antiporteri i simporteri. Antiporteri pomiču ione i molekule prenoseći jednu vrstu čestica protiv uobičajenog gradijenta koncentracije, od niske do visoke koncentracije, dok transportiraju drugu vrstu čestica na normalan način, od visoke do niske koncentracije. Symporters transportiraju dvije različite vrste molekula ili iona kroz staničnu membranu u isto vrijeme iu istom smjeru.