Các phân tử  đi qua màng nhờ sự  chênh lệch nồng  độ (trong trường hợp các chất không điện phân) hay chênh lệch điện thế (trường hợp các ion) ở hai phía của màng. Sự vận chuyển kiểu này không đòi hỏi bất kỳ một chi phí năng lượng nào của tế bào vi sinh vật.

Hàng loạt các nghiên cứu đã khẳng định, trừ nước ra, rất ít các hợp chất có thể qua được màng tế bào theo cơ chế trên. Đa số các chất hòa tan qua màng do tác dụng của các chất vận chuyển đặc biệt:

Hình 4.1. Cơ chế khuếch tán thụ động

Vận chuyển nhờ permease

Hình 4.2. Sự vận chuyển thụ động nhờ enzyme permease

Hình 4.3. Sự vận chuyển chủ động nhờ enzyme permease

Hình 4.4. Sự thẩm thấu của nước qua kênh protein