線粒體的外膜含有孔蛋白，當(dāng)孔蛋白通道完全打開時(shí)，可以通過相對分子質(zhì)量為5KDa的分子。ATP、輔酶A等相對分子質(zhì)量小于1KDa的所有物質(zhì)都能自由通過外膜。由于外膜的通透性很高，使得莫間隙中的環(huán)境幾乎與胞質(zhì)溶膠相似。丙酮酸的分子量是88.06，因此可以自由通過線粒體的外膜。

線粒體內(nèi)膜對物質(zhì)的通透性很低，能嚴(yán)格控制分子和離子通過，實(shí)際上，所由分子和離子的運(yùn)輸都需要借助膜上的一些特意的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。

由于丙酮酸屬于帶電分子，因此其進(jìn)入細(xì)胞的方式是主動運(yùn)輸：

對于丙酮酸進(jìn)入線粒體內(nèi)膜的這種主動運(yùn)輸，直接能量來源并不時(shí)ATP，而是與氫離子一起同向轉(zhuǎn)入線粒體基質(zhì)中，即次級主動運(yùn)輸：