Cualesquiera de las células precisan transportar diversos materiales (en dirección para arriba), por medio de sus membranas plasmáticas, contra los gradientes de concentración. Por ejemplo, todas las células requieren de varios nutrimentos que se encuentran en menor concentración en el ambiente que los que puede haber en el citosol de la célula; la difusión haría que la célula perdiera esos nutrimentos, en vez de obtenerlos. Diferentes sustancias, como los iones de sodio y calcio, se mantienen en concentraciones mucho más bajas al interior de las células que en el fluido extracelular. Cuando estos iones se difunden dentro de las células, se procura bombear hacia afuera en contra de sus gradientes de concentración.
En el transporte activo, las proteínas de la membrana utilizan energía celular para pasar moléculas o iones al otro lado de la membrana plasmática, por lo regular en contra de sus gradientes de concertación. Las proteínas del transporte activo comprenden todo el espesor de la membrana y tienen dos sitios activos. Uno de ellos se fija a una molécula o ion determinado, por ejemplo, un ion de calcio. La segunda zona (interior de la membrana), se fija a una molécula portadora de energía, que habitualmente es un trifosfato de adenosina (ATP). El ATP cede energía a la proteína lo que provoca una alteración en su forma y desplace el ion de calcio al otro lado de la membrana (en el proceso libera uno de sus grupos de fosfatos, para convertirse en trifosfato de adenosina ADP). Las proteínas de transporte activo son conocidas como “bombas”, debido a que utilizan energía para mover iones o moléculas en dirección hacia arriba, es decir, en contra de un gradiente de concentración, es importante recalcar que las bombas de la membrana plasmática son fundamentales en el proceso de absorción de minerales por las plantas, la absorción de minerales en el intestino, y el mantenimiento de gradientes de concentración indispensables para el funcionamiento de las células nerviosas.
