As proteínas transportadoras permitem, mas limitam, a difusão de partículas através de uma membrana celular que é impermeável a elas. Elas são o principal tipo de proteína usada na difusão facilitada, sendo as outras proteínas de canal. Ao contrário das proteínas de canal que permanecem abertas para a passagem de partículas, as proteínas transportadoras abrem-se apenas em um lado de cada vez, aceitando uma única partícula, fechando-se de um lado e abrindo-se do outro.
As proteínas transportadoras são moléculas muito importantes incorporadas nas membranas das células. Existem muitos tipos de moléculas e íons, incluindo moléculas grandes, polares ou carregadas, que não podem atravessar a membrana celular. Na difusão facilitada, essas partículas estão em uma concentração mais baixa em seu destino pretendido do que em seu lado original da membrana e, portanto, movem-se espontaneamente através das proteínas transportadoras.
As proteínas transportadoras também são usadas no transporte ativo, onde as partículas viajam para uma área de maior concentração. Nestes casos, as proteínas transportadoras requerem energia para mover as partículas pretendidas. Essa energia geralmente vem do ATP, embora também possa vir do movimento de uma segunda partícula de uma concentração mais alta para a mais baixa ou, em certas bactérias, usando diretamente a energia solar. Tanto as proteínas carreadoras quanto as proteínas de canal são geralmente projetadas para transportar apenas um tipo de partícula.
