Zellen stehen in ständigem Kontakt mit ihrer Umwelt: Sie empfangen Signale über ihre Rezeptoren, schleusen Botenstoffe in ihr Inneres und sie tauschen mit ihrer Umgebung bestimmte Stoffe aus. Wie das genau passiert, war lange ein Rätsel, denn die Zellhülle ist selbst für kleinste Teilchen nicht passierbar.

Heute weiß man, dass es Poren in der Zellhülle gibt, die wie winzige Schleusen wirken. Die Poren sind aus Eiweißen aufgebaut und sie verbinden das Zellinnere mit dem Zelläußeren. Jede Schleuse lässt nur ganz bestimmte Stoffe passieren.

Eine Sorte dieser Schleusen hat die Aufgabe, geladene Salzteilchen, so genannte Ionen, in die Körperzellen ein- und auszuschleusen. Diese Poren heißen deshalb Ionenkanäle. Die verschiedenen Kanäle lassen nur bestimmte Salzteilchen hindurch, so dass jede Ionensorte ihre eigenen Kanäle hat. Natriumkanäle lassen zum Beispiel keine Kaliumionen oder Kalziumionen durch.

Die Ionenkanäle wechseln außerdem ständig zwischen offenem und geschlossenem Zustand. Den Auslöser zum Öffnen und Schließen der Tore erhalten die Kanäle durch elektrische Signale in der Zellhülle oder durch Botenstoffe - z.B. Hormone, die an bestimmte Stellen an der Oberfläche der Zellhülle andocken können. 

Vielen Krankheiten des Nervensystems – zum Beispiel Epilepsien - beruhen auf fehlerhaften Ionenkanälen.