植物细胞的质膜是一个可确保必要的离子和代谢物进入细胞的选择性渗透屏障。与液泡膜一道，质膜可保持细胞内平衡。这些膜主要由磷脂双分子层组成，具有若干允许水分、离子和代谢物穿越的跨膜蛋白，并维持细胞质pH比细胞外或液泡高1-3个单位。纯磷脂双分子层可透过O2和CO2等气体，但很少透过水分，几乎不能透过无机离子和其它亲水溶质诸如蔗糖和氨基酸。因此，以足以满足细胞需要的速度跨质膜和液泡膜转运质子、无机离子和有机溶质需要蛋白质的参与。

　　膜含有不同类型的转运蛋白：ATP酶或ATP泵、通道蛋白和共转运体。ATP酶可利用水解ATP所释放的能量逆化学和电梯度驱动离子跨质膜运输。在植物细胞中，质子ATP酶可驱动质子跨越质膜或液泡膜以分别酸化胞外基质或液泡。通道蛋白可促进水分和离子顺能量梯度扩散。这些蛋白组成通道，医学教.育网搜集整理离子和水分子以每秒每通道106至107个单分子迅速通过通道。通道的活性可以调节：它们能打开，也能关闭。

　　共转运体可分为单向转运体、反向转运体和同向转运体，它们能逆梯度或顺梯度以每秒102至104个分子转运溶质。单向转运体像通道一样，顺浓度梯度驱动底物，尽管速度要慢得多。反向转运体（也称交换体）和同向转运体能逆浓度梯度驱动特定的底物，所需要的能量不是来自ATP，而是来自电动势和（或）第二个底物的化学梯度。因此，溶质的逆浓度梯度运动与第二个底物（在植物中常常是质子）顺浓度梯度运动是偶联的。