Den frie energi fra hydrolysen af ATP bruges til at drive stoffer over membranen mod deres egne koncentrationsgradienter. Denne energi udnyttes af membranproteiner, der kobler ATP-hydrolyse til transporten af stofferne. Det mest almindelige eksempel er natrium-kalium-pumpen, som bruger den frie energi fra ATP-hydrolyse til at pumpe tre natriumioner ud af cellen og samtidig bringe to kaliumioner ind i cellen.