Màng tế bào được cho là có tính thấm chọn lọc vì nó cho phép một số chất đi qua trong khi hạn chế sự di chuyển của những chất khác. Cấu trúc thực tế của màng tế bào cho phép sự di chuyển tự do hoặc hạn chế sự di chuyển của các chất qua màng. Ba cách mà màng tế bào kiểm soát sự di chuyển của các chất là khuếch tán đơn giản, khuếch tán thuận lợi và vận chuyển tích cực.
Màng tế bào, hay màng sinh chất, bao gồm một lớp kép lipid trong đó các phospholipid xếp thành một lớp kép với các đuôi kỵ nước hướng vào nhau và các đầu ưa nước của chúng hướng ra bên ngoài và bên trong tế bào. Được nhúng trong lớp kép này là các protein khác nhau đóng vai trò kiểm soát sự di chuyển của các chất.
Với sự khuếch tán đơn giản, một số chất nhất định như nước, oxy và carbon dioxide di chuyển từ khu vực có nồng độ cao sang khu vực có nồng độ thấp. Loại chuyển động này không cần năng lượng vì các chất di chuyển theo các bậc nồng độ của chúng. Trong sự khuếch tán được tạo điều kiện, các ion và các phân tử lớn hơn đi qua một kênh dẫn xuống các gradient nồng độ của chúng. Sự khuếch tán thuận lợi cũng không cần năng lượng.
Sự vận chuyển tích cực đòi hỏi năng lượng để cung cấp năng lượng cho các máy bơm di chuyển các chất từ bên này sang bên kia của màng theo độ dốc nồng độ của chúng. Để minh họa, máy bơm natri-kali di chuyển ba ion natri ra khỏi và hai ion kali vào tế bào bằng cách sử dụng phân tử năng lượng ATP.
