Axit amin, glucose và các hợp chất không tan trong màng lớn khác di chuyển qua màng tế bào thông qua một quá trình được gọi là khuếch tán thuận lợi. Quá trình này liên quan đến các protein xuyên màng, mở ra một kênh nhỏ chứa đầy nước qua đó các phân tử có thể đi vào hoặc ra khỏi tế bào.
Glucose trải qua quá trình khuếch tán thuận lợi bằng cách liên kết với một protein vận chuyển, protein này sau đó thay đổi cấu hình của nó để giải phóng glucose vào tế bào. Quá trình này được kiểm soát bởi insulin, kích thích màng tăng số lượng protein vận chuyển glucose ở bề mặt. Khi tế bào cần nhiều glucose hơn, số lượng protein vận chuyển tăng lên dẫn đến sự khuếch tán glucose vào tế bào tăng lên.
Mỗi axit amin khác nhau và các phân tử không hòa tan trong lipid khác có protein vận chuyển cụ thể riêng mà nó liên kết để khuếch tán vào tế bào. Các protein vận chuyển này cũng chịu trách nhiệm loại bỏ các phân tử dư thừa ra khỏi tế bào khi cần thiết, vì quá trình khuếch tán luôn hoàn toàn thuận nghịch và được kiểm soát bởi cùng một protein vận chuyển. Sự khuếch tán được coi là vận chuyển thụ động, vì nó không cần năng lượng, trong khi các phân tử khác phải đi vào tế bào thông qua vận chuyển tích cực cần năng lượng. Nước là hợp chất duy nhất có thể đi qua màng tế bào mà không cần sự khuếch tán hoặc vận chuyển tích cực.
