Diz-se que a membrana celular é seletivamente permeável porque permite que certas substâncias passem enquanto restringe a passagem de outras. A estrutura real da membrana celular permite a passagem livre ou restringe o movimento de substâncias através do membrana. As três maneiras pelas quais a membrana celular controla o movimento das substâncias são a difusão simples, a difusão facilitada e o transporte ativo.
A membrana celular, ou membrana plasmática, consiste em uma bicamada lipídica na qual os fosfolipídios se alinham em uma camada dupla com suas caudas hidrofóbicas voltadas uma para a outra e suas cabeças que amam a água voltadas para o exterior e o interior da célula. Embutidas nesta bicamada estão várias proteínas que desempenham um papel no controle da passagem de substâncias.
Com a difusão simples, certas substâncias como água, oxigênio e dióxido de carbono passam de uma área de alta concentração para uma área de baixa concentração. Este tipo de movimento não requer energia porque as substâncias descem seus gradientes de concentração. Na difusão facilitada, os íons e as moléculas maiores passam por um canal em seus gradientes de concentração. A difusão facilitada também não requer energia.
O transporte ativo requer energia para acionar as bombas que movem as substâncias de um lado para o outro da membrana contra seus gradientes de concentração. Para ilustrar, a bomba de sódio-potássio move três íons de sódio para fora e dois íons de potássio para dentro da célula usando a molécula de energia ATP.
