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Es de capital importancia para la célula poder transportar moléculas hacia afuera y adentro de ella misma. Imagine una proteína que tiene múltiples dominios transmembrana (la atraviesan) y dispone los mismos en circulo formando un cilindro o mejor un barril, que visto desde afuera, muestra cada uno de los dominios, equivalentes a un listón del barril.
El "centro" de este barril conforma un "agujero" en la membrana plasmática, aislado de la misma por un arreglo de dominios de transmembrana alrededor de él. Este "agujero" puede ser utilizado para transportar substancias hacia adentro o afuera de la célula.
Este agujero puede ser hidrofílico si cadenas laterales hidrofílicas de las proteínas que lo rodean protruyen hacia él.
En la practica, para una proteína de membrana de estructura conocida, estos agujeros solo son lo suficientemente grandes para dejar pasar por la membrana plasmática moléculas pequeñas tales como H+, K+ o Na+.
Estos iones pueden pasar por el orificio por difusión pasiva, en cuyo caso la proteína que permite el paso conforma un "canal iónico". En otros casos la proteína de membrana necesita invertir energía (generalmente derivada de ATP), para forzar el paso del ión de un lado al otro de la membrana, en ese caso conforma una "bomba de iones".
Dado la importancia del transporte a través de la membrana la célula utiliza un gran numero de mecanismos de transporte. Estos mecanismos caen dentro de una de estas tres categorías: difusión simple, difusión facilitada, y transporte activo.