Само врло танка, флексибилна баријера одваја садржај ћелије од њеног окружења. Функција ћелијске мембране селективно омогућава размену и пролазак одређених молекула, истовремено задржавајући нежељене супстанце. Делови ћелијске мембране такође омогућавају ћелији да комуницира са другим ћелијама и околином око себе. И биљке и животиње поседују ћелијске мембране, али се њихова структура и организација ћелијских мембрана разликује биљке, квасац и бактерије имају крути ћелијски зид изван мембране за додатну потпору и структуру. Јединствене функције ћелијске мембране диктирају њену структуру и својства.
Компонента фосфолипида
Двослојна структура посебних молекула липида, названа фосфолипиди, чини ћелијску мембрану. Сваки фосфолипид има два ланца масних киселина везана за фосфат-глицерол. Масне киселине су хидрофобне (мрзе воду), док је као фосфатна глава хидрофилне (воле воду). Два слоја фосфолипида постављају се тако да су масне киселине унутар слојева или летака. Према „Царнегие-Меллон: Структура и функција ћелијске мембране“, када дође до двослојне мембране у контакту са водом, молекули фосфолипида се преуређују како би одвојили репове масних киселина воде.
Протеинска компонента
Две врсте протеина расуте су по ћелијској мембрани: интегрални протеини и периферни протеини. Интегрални протеини, направљени од дугих ланаца аминокиселина, пролазе кроз целу мембрану. Неки делови протеина комуницирају са спољним окружењем, а други делови са унутрашњошћу ћелије. Дакле, интегрални протеини се такође називају и трансмембрански протеини. Интегрални протеини имају две главне функције. Они делују као поре који пропуштају одређене „јоне или хранљиве материје у ћелију“ и „преносе сигнале у ћелију и из ње“, према Јамес Бурнетте ИИИ у чланку Царнегие-Меллон.
Насупрот томе, периферни протеини се вежу само за површину мембране и служе као сидро за цитоскелет или ванћелијска влакна.
Угљени хидрати и холестероли
Угљикохидратни слој познат као гликокаликс покрива ћелијску површину. Гликокаликс је направљен од кратких олигосахарида везаних за одређене врсте трансмембранских протеина. Према „Ћелија: структура плазматске мембране“, гликокаликс пружа идентитет ћелије. У основи пружа скуп маркера који могу да разликују идентичне ћелије од страних или инвазивних ћелија. Гликокаликс такође служи за заштиту површине ћелије.
Холестероли су друга врста липида која се налази на ћелијској мембрани. Распршени по унутрашњости масних киселина, холестероли спречавају прекомерно паковање репова и помажу у задржавању течности мембране.
Мозаик својство
Прво су је предложили Сингер и Ницолсон („Сциенце“, 18. фебруара 1972) као модел флуидног мозаика, ћелијска мембрана има две основне карактеристике које јој омогућавају да обавља своје функције. Прво, ћелијска мембрана је мозаична структура различитих молекула. Свака врста ћелија у вишећелијским и једноћелијским организмима имаће јединствену колекцију и комбинацију протеина, угљених хидрата и липида. Као пример, Бурнетте из Царнегие-Меллон-а помиње да мембрана црвених крвних зрнаца има више од 50 врста протеина.
Флуид Проперти
Друго својство ћелијске мембране је њена флуидност. Фосфолипиди се слободно крећу и преуређују унутар сваког слоја мембране, али ретко прелазе хидрофобни регион и преносе се у супротни слој, према Бурнетте-у. Хидрофилне главе су увек на спољној периферији, а хидрофобни репови остају у језгру двослоја.
Особина течности мембране резултира асиметричним двослојевима. Бурнетте описује да их, као одговор на променљиво окружење или различите температуре унутар и изван ћелије, може бити и више протеини или молекули угљених хидрата на сваком слоју у било ком тренутку, што омогућава селективни пролазак молекула и јона кроз мембрана.
Илустрација мозаичних својстава ћелијске мембране представљена је у „Царнегие-Меллон: Структура и функција ћелијске мембране“.
