這屬於物質跨膜運輸的範疇，在生物體內，一種物質能否跨越細胞膜，以什麼樣的方式跨越細胞膜，主要由以下因素決定——

一般而言，小分子物質可以相對自由的在生物膜兩側擴散運輸，比如水分子、二氧化碳分子、甘油（丙三醇）分子等分子量較小，結構較簡單的物質，這些物質一旦進入細胞間質，機體對其的限制都很有限。

大分子的物質一般難以自由擴散，大多數大分子物質是無法進入細胞內部的，只有細胞生命代謝需要的物質才會被加入『白名單』透過特異性載體的方式放行。

如上面提到的，細胞膜表面的載體是大分子進入細胞內的一個專屬通道，有對應載體的物質是條件允許的情況下就可以進入細胞內。如葡萄糖、氨基酸進入細胞就有特定的載體蛋白專車接送。

有載體的轉運也可以再細分為兩種——

物質擴散的方向依然是從高濃度往低濃度擴散，載體只需要提供通透性上的支援，而無需提供額外能量

將物質從低濃度像高濃度轉運，不僅需要載體，還需要消耗能量，比如鉀離子和鎂離子，在細胞內這兩種離子的含量要遠高於細胞外，但是細胞仍然會透過離子泵源源不斷的將這兩種離子轉運至細胞內，同時排出鈉離子和氯離子，這兩種離子的細胞外的含量要遠高於細胞內。

細胞膜由兩層磷脂分子組成，磷脂分子的形態有點像蝌蚪，兩層磷脂適宜『尾巴對尾巴』的方式組合在一起，與細胞膜內外環境直接接觸的部分都是頭部。磷脂分子的頭部是親水的，而尾部是疏水的，『頭-尾-尾-頭』的排列就決定了『親水-疏水-疏水-親水』的特性。

對於小分子物質而言，磷脂雙分子層幾乎是形同虛設的，題主提到的氧氣、二氧化碳可以直接毫無障礙的穿越，打個比方的話，磷脂雙分子層就像是防盜欄杆，人是很難翻越，但是對於一隻螞蟻而言，欄杆是毫無存在感的。