活體細胞不停地進行新陳代謝活動，就必須不斷地與周圍環境進行物質交換，而細胞膜上的離子通道就是這種物質交換的重要途徑。人們已經知道，大多數對生命具有重要意義的物質都是水溶性的，如各種離子，糖類等，它們需要進入細胞，而生命活動中產生的水溶性廢物也要離開細胞，它們出入的通道就是細胞膜上的離子通道。
離子通道由細胞產生的特殊蛋白質構成，它們聚集起來并鑲嵌在細胞膜上，中間形成水分子占據的孔隙，這些孔隙就是水溶性物質快速進出細胞的通道。離子通道的活性，就是細胞通過離子通道的開放和關閉調節相應物質進出細胞速度的能力，對實現細胞各種功能具有重要意義。兩名德國科學家埃爾溫·內爾和伯特·薩克曼（Bert Sakmann） [3-4] 即因發現細胞內離子通道并開創膜片鉗技術而獲得1991年的諾貝爾生理學獎。