Внутренняя мембрана митохондрий поддерживает баланс между матриксом и межмембранным пространством через свою проницаемость. 1

Внутренняя мембрана свободно проницаема только для кислорода, углекислого газа и воды. 1 Она гораздо менее проницаема для ионов и малых молекул, чем внешняя мембрана, создавая компартменты путём отделения матрикса от цитозольной среды. 1

Перенос ионов (фосфата, кальция и натрия) между матриксом и межмембранным пространством (а затем и цитоплазмой клеток) обеспечивается рядом белковых транспортеров за счёт энергии мембранного потенциала. 2

Также во внутреннюю мембрану встроено несколько антипортационных систем, обеспечивающих обмен анионами между цитозолем и матриксом митохондрий. 1