Sono costituiti da molecole proteiche che attraversano la membrana. Tipicamente, un canale funzionante che attraversa la membrana richiede da 4 a 6 molecole proteiche simili, assemblate tra loro a formare un poro, un canale. La composizione delle subunità varia da un canale all’altro e questo è ciò che determina le loro differenti proprietà. Ciascuna subunità è dotata di una regione superficiale idrofobia che si unisce efficacemente al doppio foglietto lipidico. Un’importante proprietà di molti canali ionici è la selettività ionica. Esistono infatti canali che sono selettivamente permeabili al sodio, al potassio, ecc.
Un’altra importante proprietà di molti canali è la variabilità all’accesso o dipendenza. I canali con questa proprietà possono aprirsi o chiudersi, dipendere, in base a cambiamenti del microambiente locale della membrana.