離子通道結構和功能的研究需綜合應用各種技術，包括：電壓和電流鉗位技術、單通道電流記錄技術、通道蛋白分離、純化等生化技術、人工膜離子通道重建技術、通道藥物學、基因重組技術及一些物理和化學技術。

1、電壓鉗位技術

一般而言，膜對某種離子通透性的變化是膜電位和時間的函數(shù)。通過玻璃微電極與細胞膜之間形成緊密封接，利用電子學技術施加一跨膜電壓并把膜電位固定于某一數(shù)值，可以測定該膜電位條件下離子電流隨時間變化的動態(tài)過程。利用藥物或改變細胞內外的溶液成分，使其他離子通道失效，即可測定被研究的某種離子通道的功能性參量，分析離子電流的穩(wěn)態(tài)和動力學與膜電位、離子濃度等之間的關系，可推斷該種通道的電導、活化和失活速率、離子選擇性等，并能測量和分析通道的門控電流的特性。

2、單通道電流記錄技術

又稱膜片鉗位技術，用特制的玻璃微吸管吸附于細胞表面，使之形成10～100GΩ的密封（giga-seal），被孤立的小膜片面積為μm2量級，內中僅有少數(shù)離子通道。然后對該膜片實行電壓鉗位，可測量單個離子通道開放產生的pA(10-12安培）量級的電流，這種通道開放是一種隨機過程。通過觀測單個通道開放和關閉的電流變化，可直接得到各種離子通道開放的電流幅值分布、開放幾率、開放壽命分布等功能參量，并分析它們與膜電位、離子濃度等之間的關系。還可把吸管吸附的膜片從細胞膜上分離出來，以膜的外側向外或膜的內側向外等方式進行實驗研究。這種技術對小細胞的電壓鉗位、改變膜內外溶液成分以及施加藥物都很方便。

3、通道藥物學研究

應用電壓鉗位或單通道電流記錄技術，可分別于不同時間、不同部位（膜內側或外側）施用各種濃度的藥物，研究它們對通道各種功能的影響。結合對藥物分子結構的了解，不但可以深入了解藥物和毒素對人和動物生理功能作用的機制，還可以從分子水平得到通道功能亞單位的類型和構象等信息。

4、通蛋離、通建和基重術

利用與通道特異結合的毒劑標記，可把通道蛋白質從膜上分離下來，經過純化，可以測定各亞單位多肽的分子量。然后，把它們加入人工膜，可重新恢復通道功能。用于確定蛋白質氨基酸序列的基因重組技術的程序是：從細胞中分離出含有與該種通道蛋白相關的mRNA，置入某種細胞（如大腸桿菌），經逆轉錄得到cDNA。用限制性內切酶將cDNA切割成特定片段，再用核酸雜交方法釣出特定的DNA并克隆化。通過測定陽性克隆DNA的核苷酸順序，推斷出相應的蛋白質氨基酸序列。