植物細胞的質膜是一個可確保必要的離子和代謝物進入細胞的選擇性滲透屏障。與液泡膜一道，質膜可保持細胞內平衡。這些膜主要由磷脂雙分子層組成，具有若干允許水分、離子和代謝物穿越的跨膜蛋白，并維持細胞質pH比細胞外或液泡高1-3個單位。純磷脂雙分子層可透過O2和CO2等氣體，但很少透過水分，幾乎不能透過無機離子和其它親水溶質諸如蔗糖和氨基酸。因此，以足以滿足細胞需要的速度跨質膜和液泡膜轉運質子、無機離子和有機溶質需要蛋白質的參與。

　　膜含有不同類型的轉運蛋白：ATP酶或ATP泵、通道蛋白和共轉運體。ATP酶可利用水解ATP所釋放的能量逆化學和電梯度驅動離子跨質膜運輸。在植物細胞中，質子ATP酶可驅動質子跨越質膜或液泡膜以分別酸化胞外基質或液泡。通道蛋白可促進水分和離子順能量梯度擴散。這些蛋白組成通道，醫(yī)學教.育網搜集整理離子和水分子以每秒每通道106至107個單分子迅速通過通道。通道的活性可以調節(jié)：它們能打開，也能關閉。

　　共轉運體可分為單向轉運體、反向轉運體和同向轉運體，它們能逆梯度或順梯度以每秒102至104個分子轉運溶質。單向轉運體像通道一樣，順濃度梯度驅動底物，盡管速度要慢得多。反向轉運體（也稱交換體）和同向轉運體能逆濃度梯度驅動特定的底物，所需要的能量不是來自ATP，而是來自電動勢和（或）第二個底物的化學梯度。因此，溶質的逆濃度梯度運動與第二個底物（在植物中常常是質子）順濃度梯度運動是偶聯的。