İyonların kanal yollarında hareket etmesi, hücrenin fonksiyonlarını ve canlılığını sürdürebilmesi –dolayısıyla insanın yaşamı- açısından büyük önem taşır. Çünkü iyonlar hücreye bu kanallar arasından giriş-çıkış yaparken, küçük elektrik akımları oluştururlar. Bu da vücudumuzu duyarlı hale getiren sinir hücrelerinin çalışmasını ve hücreler arası iletişimin gerçekleşmesini sağlarlar. Vücudumuzdaki tüm yaşamsal faaliyetler de bu elektriksel sinyaller aracılığıyla taşınan bilgiler doğrultusunda düzenlenir. Bu proteinler olmadan hücre zarları elektriksel olarak uykuda olacaktır ki, bu da vücuttaki sinyalleşmenin durması anlamına gelir. Bu bakımdan hücre zarında "iyon kanalları"nı oluşturan proteinler vücudun elektriksel faaliyetleri açısından en önemlileridir.
İyon kanalı açıldığında, pozitif yüklü sodyum iyonları hücreye ani giriş yaparlar; bu hareket sinir ve kaslarda itici güç oluşturan elektriksel olayları başlatır. Bu bakımdan özellikle sodyum kanalları temel bir öneme sahiptir. Kalsiyumun özel kanallar aracılığıyla hücreye girişi ise, hücreler arasında sinirsel iletkenlerin ve hormonların salgılanmasına sebep olur.45
İyon kanallarında iyonların hareketi çok hızlı ve seçici olarak meydana gelir. Örneğin bir hücre zarı sodyumu seçen bir kanal açarak, sodyumun hücre içine alınmasını sağlar ve hücre içi voltajı (elektrikte gerilim) artı değere yükseltir. Potasyumu seçen bir kanal açtığında ise, potasyumun hücre dışına çıkmasına izin verir ve voltajı eksi değere indirir. Böylece voltaj sürekli olarak hızlı bir biçimde değişir. Hücrelerdeki elektriksel sinyalleşme de temelde bu şekilde gerçekleşir.
Hücresel elektrik biyolojide çok önemli bir konudur. Fosfat bileşikleri, amino asitler ya da iyonlar hücre zarından taşınırken, bunların hareketi elektrik akımı, dolayısıyla hücre zarı boyunca bir voltaj farkı meydana getirir. Buradaki voltaja "hücre zarı potansiyeli" adı verilir. Hücre zarında oluşan bu elektrik potansiyeli, hücrede enerjinin depolanması için kullanılarak, elektrik birikimi dengelenir.
Hücre zarı boyunca iyonların akışında bir değişiklik olduğunda ise, hücre zarı bu potansiyelini bozar. Bu durum sodyum kanallarının açılmasını sağlar. Sodyum kanallarının boyutları 0,3-0,5 nanometre (milimetrenin milyonda biri) kadardır. Açılan kanal sodyum iyonlarını içeri çekerken, hücre zarı potansiyelinde yüklü bir değişim olur ve hücre elektriksel olarak aktif hale gelir. Dinlenme halindeki sinir ve kas hücrelerinde ise sodyum kanalları sıkıca kapalıdır. Hücre zarındaki potansiyelin düşmesi -hücre içindeki yükün dışarıya kıyasla biraz daha eksi değere gelmesi- durumunda ise sodyum kanalları açılır. Bu tür kanallara "voltaj-kapılı kanallar" da denir.