Certas substâncias entram ou saem das células por meio de carreadores ou canais específicos que são proteínas intrínsecas da membrana plasmática, mas também são encontradas nas membranas de mitocôndrias, retículo endoplasmático e outras organelas. Os transportes mediados por proteínas caracterizam-se por serem mais rápidos que a difusão simples de moléculas de tamanho e lipossolubilidade semelhante. Pode ocorrer saturação, ou seja, a velocidade segue o gráfico:

A proteína transportadora é específica para uma determinada substância. Apenas moléculas estruturalmente semelhantes podem competir pelo transporte, como no caso da glicose e galactose. Este transporte também pode ser inibido por inibidores químicos.

A difusão facilitada é a passagem de moléculas pela membrana por intermédio de proteína transportadora (canal ou carreador ) de forma passiva. A difusão facilitada é mais rápida do que a simples e age sempre a favor do gradiente de concentração. Desta forma, esse tipo de transporte não requer gasto de energia.