L'energia libera derivante dall'idrolisi dell'ATP viene utilizzata per guidare le sostanze attraverso la membrana contro i loro stessi gradienti di concentrazione. Questa energia viene sfruttata dalle proteine ​​di membrana che accoppiano l'idrolisi dell'ATP al trasporto delle sostanze. L’esempio più comune è la pompa sodio-potassio, che utilizza l’energia libera derivante dall’idrolisi dell’ATP per pompare tre ioni sodio fuori dalla cellula portando al contempo due ioni potassio nella cellula.