细胞膜主要是由脂质双分子层构成的，因此从理论上讲只有脂溶性的物质才有可能通过它，但事实上，一个进行着新陈代谢的细胞，不断有各种各样的物质进出细胞，由于它们的理化性质各异，且多数不溶于脂质或其水溶性大于脂溶性，因而它们通过细胞膜的方式也就不同。常见的跨膜物质转运形式有：
1.单纯扩散
脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程，称为单纯扩散。
人体内脂溶性的物质为数不多，比较肯定的有氧和二氧化碳等气体分子。
2.易化扩散
指一些不溶于脂质或脂溶性很小的物质，在膜结构中一些特殊蛋白质分子的“帮助”下，从膜的高浓度一侧向低浓度一侧的移动过程。易化扩散分为两种类型：
（1）由载体介导的易化扩散
葡萄糖、氨基酸等营养性物质的进出细胞就属于这种类型的易化扩散。以载体为中介的易化扩散有如下特点：①高度特异性；②有饱和现象；③有竞争性抑制。
（2）由通道介导的易化扩散
通过通道扩散的物质主要是Na+、K+、Ca2+、CI-等离子。通道具有一定的特异性，但它对离子的选择性没有载体蛋白那样严格。通道蛋白质的重要特点是，随着蛋白质分子构型的改变，它可以处于不同的功能状态。当它处于开放状态时，可以允许特定的离子由膜的高浓度一侧向低浓度一侧转移；当它处于关闭状态时，膜又变得对该种离子不能通透。根据引起通道开放与关闭的条件不同，一般可将通道区分为电压门控通道和化学门控通道。
不同的离子通道，一般都有其专一的阻断剂。河豚毒能阻断Na+通道，只影响Na+的转运而不影响K+的转运。四乙基铵能阻断K+通道，只影响K+的转运而不影响Na+的转运。
上述两种物质转运方式，都不需要细胞代谢供能，因而均属于被动转运。
3.主动转运
指细胞膜通过本身的某种耗能过程，将某物质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。在细胞膜的主动转运中研究得最充分、而且对于细胞的生命活动也是最重要的，是细胞膜对钠和钾离子的主动转运过程。
钠泵是镶嵌在膜的脂质双分子层中的一种特殊蛋白质，它具有ATP酶的活性，可以分解ATP使之释放能量，并能利用此能量进行Na+和K+逆浓度梯度的主动转运，因而钠泵就是一种被称Na+、K+依赖式ATP酶的蛋白质。
一个活着的细胞，其细胞内、外各种离子的浓度有很大的差异。以神经和肌细胞为例，正常时细胞内K+的浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na+的浓度约为细胞内的12倍。当细胞内的Na+增加和细胞外的K+增加时，钠泵被激活，于是将细胞内的Na+移出膜外，同时把细胞外的K+移入膜内。泵出Na+和K+这两个过程是同时进行或“偶联”在一起的。与此同时，ATP酶分解ATP，为Na+泵提供能量。在一般生理情况下，每分解一个ATP分子，可以移出3个Na+，同时移入2个K+.钠泵活动的意义：①钠泵活动造成的细胞内高K+，是许多代谢反应进行的必需条件；②细胞内高K+、低Na+能阻止细胞外水分大量进入细胞，对维持细胞的正常体积、形态和功能具有一定意义；③建立一种势能贮备，供其他耗能过程利用。
4.出胞与入胞式物质转运
出胞指借助于细胞膜复杂的结构和功能变化使大分子物质或和物质团块从细胞内移向细胞外，如腺细胞的分泌活动；反之称为入胞。特异性分子与细胞膜的受体结合并在该处引起的入胞作用称为受体介导式入胞。出胞与入胞过程均需细胞膜提供ATP。
