Bu bölümde, hücre membranının iyon kanalları ve kanalopatiler üzerindeki rolü incelenmektedir. Hücre membranı, non-polar hidrofobik moleküllerin hücre içi ve dışı bölmeler arasında difüzyonunu sağlar ve aynı zamanda iyon göçüne karşı bir bariyer görevi görür. İyonların düzenli bir şekilde bu membrandan geçebilmesi için özelleşmiş integral membran proteinleri kullanılarak çeşitli mekanizmalar geliştirilmiştir. İki temel hücre membran taşıyıcı sınıfı bulunmaktadır. Bunlardan biri, organik bileşikler ve inorganik iyonları taşıyan taşıyıcılardır. Diğeri ise iyon kanallarıdır. İyon kanalları, plazma membranında porlar oluşturarak iyonların akışına izin verir. İyon kanalları, sınırlı akış kapasitesine sahip taşıyıcılardan farklı olarak, saniyede milyonlarca iyonun hücre membranından geçişine izin verebilir. İyon kanalları, membran potansiyeli, protein etkileşimleri, posttranslasyonal modifikasyonlar ve ligand bağlanması gibi faktörlere bağlı olarak düzenlenir. Farklı hücre tipleri farklı iyon kanal kümeleri eksprese eder ve bu kanallar, iyonların elektrokimyasal gradientlerine göre geçişlerine izin verir. Bu elektrokimyasal dengeleme işlemi, hücre membranı boyunca dinlenme voltaj farkı olarak bilinen membran potansiyelini tanımlar.(AI)