พบช่องไอออนภายในเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ชีวภาพทั้งหมด ช่องทางที่เกิดขึ้นจากโปรตีนที่สร้างรูขุมขนในพลาสมาเมมเบรน รูขุมขนช่วยให้ไอออนที่ไม่สามารถผ่านเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อเดินทางเข้าและออกจากเซลล์ แชนเนลส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตีนมากกว่าหนึ่งรายการและเป็นความซับซ้อนของโปรตีนที่พบในเยื่อหุ้มเซลล์
อะตอมชนิดหนึ่งไอออนมีความแตกต่างกันโดยมีจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนไม่เท่ากัน ไอออนมีประจุเป็นลบหรือบวกขึ้นอยู่กับว่ามีอิเล็กตรอนหรือโปรตอนมากขึ้นตามลำดับ ฟิลาเดอร์บิลิเทียลิเดียนที่ประกอบขึ้นเป็นเยื่อหุ้มเซลล์มีประจุของตัวเองและจริง ๆ แล้วทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันไอโอนิกที่ไหลผ่านได้อย่างอิสระ นี่คือเหตุผลที่ช่องไอออนจำเป็นในเยื่อหุ้มเซลล์
ช่องไอออนทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้าและให้ทางเดินสำหรับไอออนที่จะข้ามเข้าหรือออกจากเซลล์ แต่ละช่องไอออนทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการที่ย้ายไอออนจากด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังอีกด้านหนึ่ง ช่องสัญญาณสามารถเปิดหรือปิดโดยมีการเปลี่ยนระหว่างสถานะทั้งสองที่เกิดขึ้นเมื่อไอออนจับกับไซต์ที่ถูกต้องบนช่องไอออน
การเปลี่ยนแปลงระหว่างสถานะที่เปิดและปิดของช่องไอออนเรียกว่า gating ปัจจัยภายนอกมีบทบาทในการเปิดหรือปิดประตู มีกลุ่มไอออนหลายช่องทางและสามารถจัดกลุ่มตามปัจจัยทางกายภาพและเคมีที่มีบทบาทในการเปิดและปิดประตู
บางช่องไอออนเป็น "ลิแกนด์รั้วรอบขอบชิด" และเหล่านี้เปิดและปิดเมื่อแกนด์หรือสารเคมีเช่นสารสื่อประสาทผูกกับตัวรับสัญญาณในช่องทาง ช่องไอออนแรงดันไฟฟ้ารั้วรอบขอบชิดจะเปิดหรือปิดเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในความต่างศักย์ไฟฟ้า - หรือแรงดันไฟฟ้า - รอบ ๆ ช่อง ชนิดนี้พบมากที่สุดในเซลล์ประสาทและกล้ามเนื้อ ช่องทางอิออนที่มีรั้วรอบขอบชิดผู้ส่งสารมีกิจกรรมที่ปรับโดยกลุ่มโปรตีนที่เรียกว่า G-proteins ช่องสัญญาณเชิงกลถูกกระตุ้นโดยสิ่งเร้าเชิงกลภายนอกเช่นการสัมผัสและการเปลี่ยนแปลงแรงดันออสโมติก
เช่นเดียวกับการเปิดใช้งานโดยตัวปรับแต่งภายนอกช่องไอออนยังสามารถเลือกได้ว่าไอออนชนิดใดที่ไหลผ่านช่องสัญญาณ รูปร่างขนาดและประจุของไอออนสามารถส่งผลกระทบต่อช่องทางที่จะเปิดหรือปิดและอนุญาตให้มีการเคลื่อนไหวทั่วเยื่อหุ้มเซลล์ ตัวอย่างทั่วไปของช่องทางเฉพาะไอออนรวมถึงช่องโพแทสเซียมช่องคลอไรด์ช่องโซเดียมและช่องแคลเซียม
