Die beiden grundlegenden Arten des aktiven Transports, die stattfinden, wenn Moleküle und andere größere Materialien Zellmembranen durchqueren, sind der aktive Transport mit Pumpen und der aktive Transport mit Vesikeln. Pumpen sind Proteine, die Moleküle durch die Zellmembran durch Nutzung von Zellenergie, die in Form von Adenosintriphosphat oder ATP gespeichert ist. Vesikel sind Organellen, die große Materialien außerhalb der Zelle physisch verschlingen, um sie ins Innere zu bringen, oder sie umgeben innere Materialien und stoßen sie dann aus.
Der aktive Transportprozess, der stattfindet, wenn Vesikel Materialien aus der Zelle ausstoßen, wird Exozytose genannt. Der umgekehrte Prozess, bei dem Vesikel Materialien in die Zelle bringen, wird Endozytose genannt.
Die Proteinpumpen, die Moleküle entweder durch die Zellmembran ziehen oder schieben, benötigen die Energie, die aus ATP, der Energiewährung der Zelle, gewonnen wird, da die Pumpen der normalen Diffusionsdynamik entgegenwirken. Moleküle in einer Lösung passieren normalerweise eine durchlässige Membran, wenn zwischen den beiden Seiten eine ungleiche Konzentration dieser Moleküle besteht. Der Fluss erfolgt von der Seite mit der höheren Konzentration des gelösten Stoffes zur Seite mit der geringeren Konzentration. Dieser Vorgang, der als Diffusion bezeichnet wird, setzt sich normalerweise fort, bis die Konzentrationen der gelösten Stoffe auf beiden Seiten der durchlässigen Membran gleich oder isotonisch sind. Die Proteinpumpen arbeiten jedoch gegen diesen Prozess, und es wird Energie benötigt, um ihn zu überwinden.
Wenn es im besten Interesse der Zelle ist, dass Moleküle gelöster Stoffe die Zellwand in Richtung der geringeren Konzentration der gelösten Stoffe durchqueren, wird der Vorgang als Osmose bezeichnet. Da die Zelle während des diffusionsgetriebenen Prozesses der Osmose keine ihrer ATP-Energiewährungen verbrauchen muss, wird diese Form des membranübergreifenden molekularen Transports als passiver Transport bezeichnet.
