Натрій-калієвий насос — це один з механізмів активного транспорту через цитоплазматичну мембрану проти градієнта концентрації.

За один цикл своєї роботи натрій-калієвий насос переносить три іона натрію (3Na+) з клітки і два іона калію (2K+) в клітку.

Оскільки клітини видаляється більше позитивних зарядів, то на мембрані відбувається накопичення різниці електричних потенціалів (внутрішній вміст клітини заряджена негативно по відношенню до зовнішнього середовища). Різниця потенціалів, в свою чергу, призводить до розщеплення АТФ і высвобождаю енергію. Перекачування натрію і калію необхідно для збереження клітинного об’єму (осморегуляция), підтримання електричної активності у нервових і м’язових клітинах, для активного транспорту цукрів, амінокислот та ін Калій в клітці потрібно для білкового синтезу, гліколізу, фотосинтезу та ін.

Натрій-калієвий насос по-суті являє собою фермент, який розщеплює АТФ. Фермент називається натрій-калій-залежна аденозинтрифосфатаза (Na+/K+-АТФ-аза). Він знаходиться в мембранах (являє собою інтегральний білок) і починає працювати, коли підвищується концентрація іонів натрію всередині кліті або іонів калію зовні.

Насос діє за принципом відкриваються і закриваються каналів. Коли білок зв’язується з іонами натрію, то це порушує його водневі зв’язки і призводить до зміни форми. Утворюється вузька внутрішня порожнина, через яку виходять назовні іони натрію, а іони калію протиснутися назовні не можуть. Вихід іонів натрію знову змінює конформацію ферменту, в результаті чого відкривається інший канал, через який в клітку можуть потрапити іони калію.

Розщеплення АТФ відбувається після зв’язування іонів натрію. Виділяється енергія витрачається на зміну конформації ферменту для виходу Na+.