As membranas são compostas de proteínas e de lipídios em combinações variadas e particulares a cada espécie, tipo celular e organelas.

Proteínas periféricas estão associadas de forma rígida com a membrana por meio de interações eletrostáticas fortes, pontes de hidrogênio ou âncoras lipídicas unidas de forma covalente.

Os lipídios e as proteínas das membranas estão inseridas na bicamada de diferentes maneiras, assim as membranas são funcional e estruturalmente assimétricas.

As membranas biológicas definem os limites de uma célula e dividem seu interior em compartimentos discretos, organizam sequências complexas de reações, atuam na recepção de sinais e nas transformações de energia.