O movimento das moléculas contra um gradiente de concentração é chamado de transporte ativo. Um gradiente de concentração ocorre quando a concentração de moléculas ou íons em um lado de uma membrana permeável é maior do que no outro lado. As moléculas movem-se naturalmente com o gradiente; portanto, o transporte ativo requer enzimas e energia.
As células animais mantêm um gradiente de concentração de íons pelo uso de transporte ativo. Durante o transporte ativo, a célula bombeia dois íons de potássio para dentro da célula, enquanto empurra três íons de sódio para fora. Quando a célula recebe um sinal, o transporte ativo para e os íons começam a se mover com o gradiente. Nas células nervosas, o transporte ativo ocorre até que o nervo envie um impulso. Quando a bomba de transporte ativo para, a difusão rápida permite que o impulso ocorra quase que instantaneamente.