Ein -Molekül bindet sich an die Natrium-Kalium-Pumpe, spaltet eine ab und ermöglicht dadurch die Bindung von drei -Ionen. Dadurch ändert sich die Form des Pumpenproteins so, dass es sich auf der anderen Seite (außen) öffnet. Durch die Formveränderung des Proteins werden die Bindungen der -Ionen ist schwächer. Die Ionen lösen sich und aus dem Protein heraus. Gleichzeitig ist die Anziehungskraft gegenüber -Ionen erhöht. Nähern sich diese, werden sie gebunden. Mit der zweiten -Bindung ändert sich wieder die Form des Pumpenproteins, gleichzeitig wird die abgespalten.
Nach Ausbildung der Öffnung zu der Ursprungsseite (innen) lösen sich die -Ionen und gelangen so ins Zellinnere. Dieser Vorgang läuft nur unter Verbrauch von (-)Energie, die Ionen können auch gegen das transportiert werden.