Loại phân tử dễ dàng đi qua màng tế bào nhất là các phân tử không phân cực, chẳng hạn như nước, oxy, carbon dioxide và chất béo. Quá trình mà các phân tử này được vận chuyển qua màng tế bào là được gọi là sự khuếch tán đơn giản.
Màng sinh chất của tế bào là một lớp thấm có chọn lọc, chỉ cho phép một số phần tử đi qua nó đồng thời ngăn chặn các chất khác xâm nhập vào tế bào. Chức năng chính của nó là duy trì tính toàn vẹn của tế bào và bảo vệ tế bào khỏi môi trường bên ngoài. Các thành phần chính của màng tế bào là các phospholipid và các protein không thể tách rời. Phospholipid bao gồm hai axit béo, glycerol và một nhóm phosphate. Trong mô hình khảm chất lỏng, hai axit béo tạo thành đuôi và không phân cực, trong khi nhóm photphat tạo thành đầu và có cực. Sự sắp xếp này thường được gọi là "lớp kép lipid", cho phép các phân tử kỵ nước dễ dàng phản ứng với đầu không phân cực của lớp kép lipid để dễ dàng đi vào tế bào.Các phân tử khác nhau được vận chuyển qua màng tế bào thông qua một số cơ chế. Vận chuyển qua màng có hai cách phân loại: thụ động và chủ động. Các phân tử đi qua màng thông qua sự khuếch tán đơn giản là một ví dụ về vận chuyển thụ động. Một kiểu vận chuyển thụ động khác là khuếch tán tạo điều kiện, nơi các phân tử và ion phân cực được vận chuyển qua màng thông qua các protein tích hợp.
