Membran sel memiliki struktur kompleks yang terdiri dari lapisan ganda (bilayer) fosfolipid, protein integral dan periferal, serta karbohidrat. Fosfolipid membentuk dasar membran dengan kepala hidrofilik (suka air) menghadap ke luar dan ekor hidrofobik (tidak suka air) menghadap ke dalam. Protein berfungsi sebagai saluran transportasi, reseptor, dan enzim. Karbohidrat berperan dalam pengenalan sel. Struktur ini memungkinkan membran sel untuk mengatur keluar masuknya zat, berkomunikasi dengan lingkungan, dan menjaga homeostasis sel.