首先细胞膜钠钾泵作用是由Hodkin和Keynes(1955)所发现.1957年Skou发现了Na+-K+ ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关.
钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异,在红细胞膜中可能有以下几种方式:

1.正常的作用方式——利用ATP的水介与Na+-K+的跨膜转运相偶联.
2.泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成.
3.Na+ - Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联.
4.K+ - K+交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联.
5.依赖ATP水解,解偶联使Na+排出.

Na—K 泵由α、β两亚基组成。α亚基为分子量约 120KD 的跨膜蛋白，既有Na、K 结合位点，又具 ATP 酶活性，因此 Na—K 泵又称为 Na—K—ATP 酶。β亚基为小亚基，是分子量约 50KD 的糖蛋白。
 
一般认为 Na—K 泵首先在膜内侧与细胞内的 Na 结合，ATP 酶活性被激活后，由 ATP 水解释放的能量使“泵”本身构象改变，将 Na 输出细胞；与此同时， “泵”与细胞膜外侧的 K 结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将 K 输入细胞内。研究表明，每消耗 1 个 ATP 分子，可使细胞内减少 3 个 Na 并增加 2 个 K。