主動運輸是一種逆濃度梯度或電化學梯度的運輸方式，它需要消耗能量，通常由ATP直接提供。這種運輸方式不依賴於物質的濃度梯度，而是依賴於細胞內部的能量生成機制。主動運輸可以通過不同的機制進行，包括：
協同運輸：這種方式涉及離子梯度作為動力，其中離子泵（如Na+-K+泵）將離子從低濃度區域運輸到高濃度區域，同時利用這些離子梯度產生的能量來運輸其他物質。
間接能源：在這種情況下，主動運輸的能量來源於離子梯度，但運輸過程本身不直接依賴於ATP的水解。例如，Na+和葡萄糖的協同運輸，其中Na+和葡萄糖同時進入細胞，利用Na+離子梯度作為動力。
光碟機動的泵：某些細菌利用光能來驅動泵，將物質從細胞內泵出，建立跨膜的H+電化學梯度，利用這個梯度來驅動主動轉運溶質進入細胞。
主動運輸在生物學上具有重要的意義，例如動物細胞通過Na+-K+泵維持細胞滲透平衡，並利用胞外高濃度的Na+所儲存的能量，主動從細胞外攝取營養。植物細胞、真菌（包括酵母）和細菌細胞則通過膜上的H+泵將H+泵出細胞，建立跨膜的H+電化學梯度，利用這個梯度來驅動溶質進入細胞。Ca2+泵則存在於細胞膜和內質網膜上，將Ca2+輸出細胞或泵入內質網腔中儲存，以維持細胞內低濃度的游離Ca2+，這對調節肌細胞的收縮與舒張至關重要。