Membran sel memiliki sifat semipermeabel, yaitu dapat memilih-milih molekul atau ion yang dapat melewati membran dan yang tidak. Hal ini terjadi karena membran sel tersusun dari lapisan-lapisan lipid fosfolipid yang bersifat hidrofobik, sehingga molekul-molekul hidrofobik dapat dengan mudah melintasi membran sel.

Untuk glukosa, sifat membran sel terhadap molekul ini bersifat selektif permeabel. Glukosa dapat melewati membran sel melalui protein transporter khusus yang disebut GLUT (glucose transporter). GLUT memungkinkan glukosa masuk ke dalam sel melawan gradien konsentrasi. Namun, jumlah GLUT yang tersedia di membran sel terbatas, sehingga kecepatan masuk glukosa ke dalam sel dapat dibatasi oleh ketersediaan GLUT.

Untuk ion Cl-, sifat membran sel terhadap ion ini juga selektif permeabel. Ion Cl- hanya dapat melewati membran sel melalui saluran ion khusus yang disebut chloride channel. Ketersediaan chloride channel pada membran sel sangat tergantung pada jenis sel dan kondisi lingkungan.

Untuk CO2, sifat membran sel terhadap gas ini bersifat permeabel. CO2 dapat melintasi membran sel secara difusi pasif karena bersifat non-polar. Meskipun demikian, terdapat protein transporter khusus yang disebut aquaporin yang mempercepat difusi CO2 melintasi membran sel. Aquaporin berperan dalam memudahkan CO2 masuk dan keluar dari sel.

Secara keseluruhan, sifat membran sel terhadap glukosa, Cl-, dan CO2 berbeda-beda dan tergantung pada jenis sel serta kondisi lingkungan. Namun, membran sel selalu berusaha menjaga keseimbangan lingkungan dalam sel melalui pengaturan selektivitas permeabilitas untuk molekul dan ion tertentu.