Saluran ion ditemukan di dalam membran sel semua sel biologis. Saluran dibentuk oleh protein yang membuat pori-pori di membran plasma. Pori-pori memungkinkan ion yang tidak dapat melewati membran sel secara langsung untuk masuk dan keluar sel. Kebanyakan saluran terdiri dari lebih dari satu protein, dan sebenarnya kompleks protein yang ditemukan di dalam membran.
Suatu jenis atom, ion dibedakan dengan memiliki jumlah elektron dan proton yang tidak sama. Ion memiliki muatan negatif atau positif tergantung pada apakah ada lebih banyak elektron atau proton, masing-masing. Lapisan ganda fosofolipid yang membentuk membran sel memiliki muatannya sendiri dan sebenarnya bertindak sebagai penghalang bagi ion yang melewatinya dengan bebas. Inilah alasan mengapa saluran ion diperlukan di dalam membran sel.
Saluran ion bertindak sebagai isolator listrik dan menyediakan jalur bagi ion untuk masuk atau keluar dari sel. Setiap saluran ion bertindak sebagai katalis dalam proses yang memindahkan ion dari satu sisi membran sel ke sisi yang lain. Saluran dapat terbuka atau tertutup, dengan transisi antara dua keadaan terjadi ketika ion mengikat ke situs yang benar pada saluran ion.
Perubahan antara keadaan terbuka dan tertutup dari saluran ion disebut sebagai gating. Faktor eksternal berperan dalam apakah gerbang terbuka atau tertutup. Ada berbagai kelompok saluran ion dan mereka dapat dikelompokkan menurut faktor eksternal fisik dan kimia yang berperan dalam membuka dan menutup gerbang.
Beberapa saluran ion adalah “ligan gated” dan ini membuka dan menutup ketika ligan, atau pembawa pesan kimia seperti neurotransmitter, mengikat reseptor pada saluran. Saluran ion bergerbang tegangan dibuka atau ditutup ketika ada perubahan dalam perbedaan potensial listrik – atau tegangan – di sekitar saluran. Jenis ini paling sering ditemukan di sel saraf dan otot. Saluran ion gerbang utusan kedua memiliki aktivitas mereka dimodulasi oleh sekelompok protein yang disebut protein-G. Saluran mekanosensitif dirangsang oleh rangsangan mekanis eksternal, seperti sentuhan dan perubahan tekanan osmotik.
Selain diaktifkan oleh modulator eksternal, saluran ion juga dapat selektif mengenai ion mana yang melewati saluran. Bentuk, ukuran dan muatan ion dapat mempengaruhi apakah saluran akan membuka atau menutup dan memungkinkan pergerakan melintasi membran sel. Contoh umum saluran khusus ion termasuk saluran kalium, saluran klorida, saluran natrium dan saluran kalsium.