イオンチャネル (イオンチャンネルともいう) とは、細胞の生体膜（細胞膜や内膜など）にある膜貫通タンパク質の一種で、イオンを透過させるものの総称である。機能的には細胞の内外における各種イオンの濃度あるいは膜電位の維持、神経細胞など電気的興奮性細胞での活動電位の発生、シグナル伝達などに関与する。
電荷を持つイオンは、誘電率の小さい油の中では自身の電気エネルギーが大きくなるので、油にはいりにくい。このために脂質二重層で構成された部分の生体膜をほとんど透過できない。イオンの膜を横切る移動は、誘電率の高い水路(チャネル)があれば効率が飛躍的に高まる。生体膜にあって、このような水路の役割を果たす膜タンパクがイオンチャネルである。多くのチャネルは分子内にゲートと呼ばれる構造があり、これが開くとイオンは細孔（ポア）を通って流れる。
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イオンの選択性はチャネルによってまちまちであり、一種類のイオンのみ選択的に透過させるチャネルもあれば、多くの陽イオンを通してしまうチャネルも存在する。しかし、イオンを流す方向は、チャネルによって決める事はできない。なぜなら、イオンチャネルはイオンを受動的に輸送するからである。イオンチャネルが開くと、イオンは電気化学的勾配の高い方から低い方へ流れる。つまり、イオンチャネルがいくら開いても、膜電位が平衡電位と等しい場合、すなわち、膜内外でのイオン濃度差による拡散の効果と、イオンの電荷にはたらく膜電位の効果が釣り合っているとイオン電流は流れない。