膜貫通タンパク質は、小分子やイオンに対する細胞膜の透過性を変化させるリガンド輸送タンパク質としても機能する。膜だけでは疎水性コアがあり、そこを極性分子や荷電分子は拡散できない。膜タンパク質は、そのような分子が細胞内に出入りするための内部チャネルを含んでいる。例えば、カリウムチャネルとナトリウムチャネルは、しばしば2つのイオンのうち一方のみを識別する。