Loomarakkudel on neid ümbritsev selektiivselt läbilaskev membraan, mis eraldab raku sisemise sisu väliskeskkonnast. Protsessi, mille käigus ioonid ja väikesed lahustuvad molekulid ehk lahustunud ained läbivad rakumembraani, nimetatakse membraanitranspordiks. Need molekulid on tavaliselt raku funktsioneerimiseks ja säilitamiseks elutähtsad ained, nagu glükoos ja aminohapped. Membraanide transpordil on neli peamist tüüpi: passiivne difusioon ehk lihtsalt difusioon; hõlbustatud difusioon; esmane aktiivne transport; ja sekundaarne aktiivne transport. Paljud neist transpordimehhanismidest hõlmavad spetsiaalsete valgu molekulide kasutamist, mis asuvad rakumembraanis, mida nimetatakse membraani transpordivalkudeks.
Passiivne difusioon toimub spontaanselt ja seda juhib lahuses olevate molekulide juhuslik aktiivsus. Molekulid liiguvad kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast, kus neid on palju tihedalt koos, madala kontsentratsiooniga piirkonda, kus on vähem molekule, mis asuvad üksteisest kaugemal. Väikesed molekulid võivad saavutada membraani transpordi difundeerudes läbi rakumembraani. Difusioonikiirust võivad mõjutada paljud asjad, sealhulgas rakumembraani koostis ning molekuli suurus ja laeng. Tuntuim passiivse difusiooni liik on osmoos, protsess, mis hõlmab veemolekulide liikumist kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkonda.
Hõlbustatud difusioon hõlmab membraani transportvalkude kasutamist rakumembraanis, mida nimetatakse kanalivalkudeks. Need valgud toimivad rakumembraanis pooridena, lasevad läbi vees lahustuvatel osakestel, kuid takistavad lipofiilsete ehk “rasva armastavate” molekulide läbipääsu. Difusioon järgib sama toimemehhanismi, kusjuures molekulid liiguvad kõrge kontsentratsiooniga aladelt madala kontsentratsiooniga piirkondadesse.
Primaarne aktiivne transport kasutab energiat ioonide ja molekulide liigutamiseks kõrge kontsentratsiooniga aladest madala kontsentratsiooniga piirkondadesse. Primaarseks aktiivseks transpordiks vajalik energia on tavaliselt nukleotiidi kujul, mida nimetatakse adenosiintrifosfaadiks (ATP). Üks levinumaid aktiivse transpordi vorme on naatrium-kaaliumpump, mis aitab rakkudel säilitada puhkepotentsiaalina tuntud elektrilaengut ja kontrollib ka rakkude mahtu. Naatrium-kaaliumpump liigutab naatriumiioone raku välispinnale ja vabastab kaaliumiioonid raku tsütoplasmasse.
Sekundaarne aktiivne transport kasutab membraani transpordivalke, mida nimetatakse antiporteriteks ja sümporteriteks. Antiporterid liigutavad ioone ja molekule, transportides üht tüüpi osakesi vastu selle tavapärast kontsentratsioonigradienti, madalast kontsentratsioonist kõrgeni, samal ajal transportides teist tüüpi osakesi tavapärasel viisil, kõrgelt madala kontsentratsioonini. Sümportijad transpordivad kahte erinevat tüüpi molekuli või iooni läbi rakumembraani samal ajal ja samas suunas.