Ћелијска мембрана штити ћелију и пружа јој структурну подршку, али је и даље неопходна да би ћелија имала интеракцију са спољним окружењем. Дуж површине ћелије распоређени су важни протеини који олакшавају ове функције и помажу у повезивању појединих ћелија са заједницом ћелија које чине већи организам.
Површински протеини
Протеини на ћелијској површини су протеини који су уграђени у слој ћелијских мембрана сложенијих организама или их покривају. Ови протеини су саставни део начина на који ћелија комуницира са околином око себе, укључујући и друге ћелије. Неки од ових протеина, посебно они који су изложени спољној страни мембране, називају се гликопротеини, јер имају угљене хидрате везане за њихове спољне површине.
Транспорт протеина
Пасивни транспортер дозвољава растворима да теку у или из ћелије, под условом да постоји већа концентрација на другој страни мембране. Овај протеин има молекуларна врата која се могу отворити и затворити на контролисане начине. Активни транспорт, с друге стране, активно пумпа растворену супстанцу кроз канал. Ово захтева унос енергије.
Ћелијска интерактивност
Препознавајући протеин може идентификовати друге ћелије као да припадају ткиву и телу или као стране телу. Комуникациони протеини могу да формирају контакте између суседних ћелија како би олакшали комуникацију од ћелије до ћелије кроз коју сигнали могу да теку. Адхезивни протеин омогућава ћелијама да се лепе за друге ћелије или протеине који су део ткива.
Пријем сигнала
Протеин рецептора омогућава комуникацију са супстанцама које служе као сигнални молекули попут хормона. Ови молекули се везују за рецепторски протеин и мењају активности унутар ћелије, омогућавајући јој да испуњава друге функције које одговарају потребама организма. Протеини рецептора усидрени су дуж спољне стране ћелије.
Ензими
Једна од главних активности многих протеина је катализирање реакција унутар ћелије које би обично трајале много дуже или се уопште не би догодиле. Ови протеини су познати као ензими. Ензими дуж ћелијске мембране могу да катализују реакције које су директно повезане са ћелијском мембраном.