Het omringende plasmamembraan van een cel fungeert als een barrière voor de meeste moleculen, met name die moleculen die gevaarlijk zijn voor het leven van de cel. Het membraan maakt doorgang van nuttige materialen door het diffusieproces mogelijk. De evolutie van cellulaire diffusie stelt cellen in staat zichzelf af te zetten van en een andere interactie aan te gaan met hun directe omgeving.
Belang

Om de dagelijkse activiteiten van het dagelijks leven uit te voeren, moeten alle cellen essentiële ionen en kleine moleculen over semi-permeabele plasmamembranen. Ionen zijn atomen of moleculen met een netto positieve of negatieve lading. Om aan de levensbehoeften te voldoen, wisselen cellen gassen uit, zoals zuurstof en koolstofdioxide; gescheiden afvalproducten; en neem deeltjes voedsel, water en mineralen op. De uitwisseling vindt plaats tussen de binnencel en de omringende extracellulaire vloeistof.
Cellulaire membranen

Levende cellen hebben een membraan ontwikkeld om af te schermen en zijn interne organische chemicaliën te bevatten, terwijl selectief alleen essentiële atomen en eenvoudige verbindingen om heen en weer te kruisen. Volgens het standaard lipidebilaagmodel zijn de vetzuren genaamd fosfolipiden en glycolipiden de belangrijkste componenten van cellulaire membranen. Andere elementen van de membranen zijn cholesterol, eiwitten en koolhydraten. De lipide dubbellaag is ondoordringbaar voor de meeste kationen, of negatieve ionen en anionen, of positieve ionen.
Diffusie

Diffusie is een proces waarbij moleculen en ionen van nature vanuit een intracellulair gebied van hoge concentratie naar een gebied bewegen van lagere concentratie, of vice versa. Diffusie vindt spontaan plaats zonder de consumptie van energie door de cel in een procedure die bekend staat als passief transport. De moleculen migreren over de gradiënt van de cellulaire concentratie totdat een evenwichtstoestand is bereikt. Osmose is een soort diffusie waarbij water de cel in en uit gaat.
Actief transport

Cellen verbruiken energie om moleculen actief tegen de relatieve concentratiegradiënt te transporteren. Actief transport, of gefaciliteerde diffusie, dwingt ionen en moleculen door het membraan van de cel. Het nucleotide adenosine trifosfaat, of ATP, is de standaard energievaluta van de cel die het proces mogelijk maakt. Nucleotiden zijn een soort nucleïnezuur. Grote, complexe, niet-lipide oplosbare moleculen, zoals glucosesuikers en eiwitten, worden verplaatst door actieve transportsystemen. De systemen handhaven het osmotische evenwicht en voorkomen dat de cel explodeert door te veel water op te nemen