A energia livre da hidrólise do ATP é usada para conduzir as substâncias através da membrana contra seus próprios gradientes de concentração. Essa energia é aproveitada por proteínas de membrana que acoplam a hidrólise do ATP ao transporte das substâncias. O exemplo mais comum é a bomba de sódio-potássio, que utiliza a energia livre da hidrólise do ATP para bombear três íons de sódio para fora da célula enquanto traz dois íons de potássio para dentro da célula.