Fylogeneticky staršími sú vodíkové, tiež nazývané protónové pumpy. Vyskytujú sa už u modrozelených rias a baktérií. Aj tento transport vyžaduje prísun energie. Tieto pumpy sa skladajú z viacerých komponentov. Jedným z nich je takzvaný vrátkovací mechanizmus, ktorý blokuje alebo na druhej strane uvoľňuje prechod iónov vodíka cez vodíkový kanál. Podstatou vodíkovej pumpy sú teda penetrujúce membránové proteíny, ku ktorým sú pridružené vrátkovacie a katalytické zložky. Napriek tomu, že je to fylogeneticky najstaršia pumpa, nachádza sa aj vo vysokošpecializovaných bunkách orgánov človeka – napr. v obličkách.

Pravdepodobne podobným systémom pracujú aj sodíková a kalciová pumpa.
Mnohí autori dokázali, že pri spätnom chode transportu vodíka sa syntetizuje ATP. Neskôr sa to isté potvrdilo aj pre sodíkovú a draslíkovú pumpu. Tieto mechanizmy majú obrovský význam hlavne v energeticko-metebolických organelách rastlinných a živočíšnych buniek. Všetky iónové pumpy sú schopné pracovať v oboch smeroch, teda syntetizovať ale aj štiepiť ATP.
Sodíkový ión prechádza cez sodíkový kanál len v sprievode jedinej molekuly vody, ostatné stráca tesne pred vstupom do kanála. Sodíkový kanál je v pokoji neprístupný pre molekuly, prístupným sa stáva až v stave excitácie zmenou polohy vrátkujúcich alebo aktiváčnych kompartmentov do aktivačnej polohy.
Kalciové kanály sa nachádzajú v každej excitabylnými vlastnosťami, predovšetkým v každej nervovej bunke.