Il trasporto di sostanze da e verso l'ambiente citoplasmatico è fondamentale per regolare le funzioni cellulari e la sua omeostasi. La cellula può sfruttare due categorie di trasporto, una richiedente energia e l'altra che non necessità di alcun dispendio energetico.
La diffusione dell'acqua avviene per osmosi, sfruttando la concentrazione di soluti disciolta nella cellula rispetto ai soluti disciolti nell'ambiente extracellulare.
Il trasporto attivo è implicato nel mantenimento di una concentrazione ionica intracelullare a livelli differenti rispetto all'ambiente esterno, tale da conferire carica negativa all'area citoplasmatica. Pertanto avviene contro il gradiente di concentrazione e richiede energia.
Ne è un esempio la pompa sodio potassio con il compito di trasportare ioni potassio all'interno della cellula e ioni sodio al di fuori di essa. Sodio e potassio diffondono sfruttando i canali proteici, pertanto vi è un meccanismo di diffusione che tende a ripristinare la concentrazione di ioni tra esterno ed interno. La pompa sodio potassio sfrutta energia per far transitare gli ioni contro il loro gradiente di concentrazione più rapidamente di quanto la diffusione non sia in grado di fare per equilibrare il tutto.
Oltre il 30% della produzione energetica di una cellula è finalizzato al funzionamento della pompa sodio potassio, in grado di trasportare ogni secondo 300 ioni sodio al fuori dalla cellula e 200 ioni potassio al suo interno.
L'endocitosi è un processo di trasporto richiedente energia, utilizzato per inglobare molecole o materiale particolarmente voluminoso. In questo caso parte della membrana plasmatica avvolge l'elemento da introdurre, staccandosi e penetrando all'interno della cellula. I processi di endocitosi possono essere distinti in >fagocitosi (ingestione di materiale voluminoso) e pinocitosi (ingestione di soluzioni).
Il processo inverso rispetto all'endocitosi consente l'espulsione di materiale e viene denominato esocitosi.