As membranas celulares impedem que a célula crie barreiras que confinam moléculas específicas em compartimentos determinados. As membranas são compostas por uma bicamada contínua de moléculas glicolipídicas na qual as lipoproteínas estão embebidas.

A bicamada lipídica proporciona a estrutura básica e a função de barreira para todas as membranas celulares e em sua composição são observadas raras proteínas de membrana, que são responsáveis por uma pequena fração das funções das membranas celulares, essencialmente o transporte de moléculas de grande porte, já as moléculas menores, como o HDL (Lipoproteínas de baixa densidade), íons e moléculas solúveis em água atravessam a bicamada lipídica em processos sem gasto energético, como a osmose.

As moléculas lipídicas das membranas são anfipáticas, possuindo regiões hidrofílicas e hidrofóbicas. Tais propriedades promovem a sua organização espontânea em bicamadas quando expostas à água, formando compartimentos fechados que selam espontaneamente, se rompidos.

Há três classes principais de moléculas de lipídeos de membrana plasmática tanto na camada externa quanto na membrana interna. Na camada externa encontram-se os fosfolipídeos, os colesteróis e os esfinglicolipídeos, enquanto na membrana interna são encontrados os fosfolipídeos, os glicerídeos e os cerídeos.

A bicamada lipídica é fixa, e as moléculas lipídicas não podem difundir-se individualmente na sua monocamada; nem trocar espontaneamente de uma monocamada para outra.