主動運輸涉及物質輸入和輸出細胞和細胞器（有膜結構），并且能夠逆濃度梯度或電化學梯度。
主動運輸是指物質逆濃度梯度，在載體蛋白和能量的作用下將物質運進或運出細胞膜的過程。
(a)初級主動運輸；(b)次級主動運輸
Na+、K+和Ca2+等離子，都不能自由地通過磷脂雙分子層，它們從低濃度一側運輸到高濃度一側，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。可分為初級主動運輸和次級主動運輸。
主動運輸的載體蛋白具有將被運載物從低濃度區域轉運到高濃度區域的能力。它們擁有能與被運載物結合的特異的受體結構域，該結構域對被運載物有較強的親和性，在被運載物結合之后載體蛋白會將被運載物與之固定，然后通過改變其空間結構使得結合了被運載物的結構域向生物膜另一側打開，結合被運載物便被釋放出來。