細胞膜維持離子濃度梯度主要依賴于兩種機制：被動運輸和主動運輸。

在被動運輸中，離子通過細胞膜上的通道蛋白或載體蛋白從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域擴散，這種過程不需要消耗能量。例如，鉀離子（K ）傾向于從細胞內(nèi)向外移動，而鈉離子（Na ）則容易從細胞外向內(nèi)流動。但是，由于細胞內(nèi)外的離子濃度存在差異，被動運輸本身并不能形成或維持穩(wěn)定的濃度梯度。

為了建立并保持特定的離子濃度梯度，細胞依賴主動運輸機制。其中最重要的是鈉鉀泵（Na /K -ATPase），它是一種位于細胞膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合體。每個循環(huán)中，鈉鉀泵可以將3個鈉離子從細胞內(nèi)運出到細胞外，并同時將2個鉀離子從細胞外帶到細胞內(nèi)。這個過程需要消耗能量，具體來說是通過水解一個ATP分子來提供所需的能量。

通過這種方式，即使在持續(xù)的被動擴散作用下，細胞也能保持內(nèi)部相對較低的Na 濃度和較高的K 濃度，從而形成并維持了穩(wěn)定的離子濃度梯度。這種梯度對于神經(jīng)沖動傳導(dǎo)、肌肉收縮等多種生理過程至關(guān)重要。