La energía libre de la hidrólisis del ATP se utiliza para impulsar sustancias a través de la membrana en contra de sus propios gradientes de concentración. Esta energía es aprovechada por proteínas de membrana que acoplan la hidrólisis del ATP al transporte de sustancias. El ejemplo más común es la bomba de sodio-potasio, que utiliza la energía libre de la hidrólisis del ATP para bombear tres iones de sodio fuera de la célula mientras introduce dos iones de potasio en la célula.