Les grosses molécules, ou même agrégats, qui ne peuvent pas utiliser de protéine membranaire de transport sont incorporées dans la cellule par un mécanisme d'endocytose : la membrane plasmique se déforme en puits autour de l'objet à ingérer, se referme et se détache du milieu ambiant. On distingue trois grandes catégories d'endocytose : phagocytose pour digérer, pinocytose pour incorporer une partie du milieu ambiant, et endocytose à récepteur, qui sélectionne la molécule à ingérer par des récepteurs spécifiques. Cette dernière, avec une variante électrostatique, est susceptible d'être combinée avec son inverse à la face abluminale, pour donner une transcytose.
Pour la capture de grosses molécules sélectionnées, il y a au puits de la membrane, des récepteurs qui se lient spécifiquement à la molécule visée. C'est par exemple le cas pour la transferrine, grosse molécule, transporteuse de fer, de masse molaire de 76 kDa, et composée de 679 acides aminés. Les récepteurs se trouvent dans la lumière du capillaire à la surface d'une dépression marquée sur la face interne de la membrane par des protéines de marquage. Après liaison à la transferrine, la membrane se replie sur elle même en creusant le puits, puis en soudant le bord, donnant ainsi une vésicule marquée vers le plasma cellulaire. Cette vésicule marquée est alors transportée vers le côté abluminal, et expulse la transferrine par un processus symétrique. C'est le même mécanisme qui permet le transport via les récepteurs à LDL de la Lipoprotéine de basse densité (LDL) vers le cerveau, pour que le cholestérol y soit fabriqué. L'insuline et d'autres hormones peptidiques, comme les cytokines arrivent de cette manière au cerveau.
Dans la transcytose par adsorption (adsorptive-mediated transcytosis, AMT), les interactions électrostatiques entre la surface cellulaire négativement chargée par des glycoprotéines et des molécules chargées positivement (cations) aboutissent à un transport à travers le cytoplasme des cellules épithéliales. Cette forme de transport est également nommée « transport cationique ». Les molécules chargées positivement sont par exemple les peptides et les protéines dont le point isoélectrique se situe nettement au-dessus du pH ambiant. La transcytose cationique à travers l'endothélium de la barrière hémato-encéphalique permet un plus haut débit de tansport que la transcytose à récepteurs.