主动运输是指物质沿着逆化学浓度梯度差（即物质从低浓度区移向高浓度区）的运输方式。
主动运输不但要借助于镇嵌在细胞膜上的一种特异性的传递蛋白质分子作为载体（即每种物质都由专门的载体进行运输），而且还必须消耗细胞代谢所产生的能量来完成。首先，载体蛋白从ATP水解释放的能量中获得能量并转化为活化载体，与膜内或膜外的物质结合，形成复合称为离子泵或质子泵。主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器（有膜结构），并且能够逆浓度梯度或电化学梯度。
Na+、K+和Ca2+等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层，它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，主动运输可分为初级主动运输和次级主动运输。