Endast en mycket tunn, flexibel barriär skiljer innehållet i en cell från dess omgivning. Cellmembranfunktionen tillåter selektivt utbyte och passage av vissa molekyler samtidigt som oönskade ämnen hålls ute. Delar av cellmembranet gör det också möjligt för cellen att kommunicera med andra celler och omgivningen runt det. Både växter och djur har cellmembran, men deras cellmembranstruktur och organisation skiljer sig åt växter, jäst och bakterier har en stel cellvägg utanför membranet för ytterligare stöd och struktur. Cellmembranets unika funktioner dikterar dess struktur och egenskaper.
Fosfolipidkomponent
En tvåskiktsstruktur av speciella lipidmolekyler, kallade fosfolipider, utgör cellmembranet. Varje fosfolipid har två fettsyrakedjor fästa vid ett fosfat-glycerolhuvud. Fettsyrorna är hydrofoba (vattenhatande) där som fosfathuvudet är hydrofilt (vattenälskande). De två fosfolipidskikten placerar sig så att fettsyrorna finns i skikten eller broschyrerna. Enligt ”Carnegie-Mellon: Cellmembranets struktur och funktion”, när tvåskiktsmembranet kommer i kontakt med vatten omorganiseras fosfolipidmolekylerna för att hålla fettsyrasvansarna borta vatten.
Proteinkomponent
Två typer av proteiner är utspridda över cellmembranet: integrerade proteiner och perifera proteiner. Integrerade proteiner, tillverkade av långa kedjor av aminosyror, passerar genom hela membranet. Vissa delar av proteinet interagerar med den yttre miljön och andra delar interagerar med cellens inre. Följaktligen kallas integrerade proteiner också transmembranproteiner. Integrerade proteiner har två huvudfunktioner. De fungerar som porer som tillåter vissa "joner eller näringsämnen i cellen" och de "överför signaler in i och ut ur cellen", enligt James Burnette III i Carnegie-Mellon-artikeln.
Däremot fäster perifera proteiner endast på membranytan och fungerar som ankare för cytoskelettet eller extracellulära fibrer.
Kolhydrater och kolesteroler
En kolhydratbeläggning som kallas glykokalyx täcker cellytan. Glykokalyxen är tillverkad av korta oligosackarider fästa vid vissa typer av transmembranproteiner. Enligt "The Cell: Structure of the Plasma Membrane", ger glykokalyx identiteten för en cell. Det ger i grunden en uppsättning markörer som kan skilja mellan identiska celler och främmande eller invaderande celler. Glykokalyxen tjänar också till att skydda cellytan.
Kolesteroler är en annan typ av lipider som finns på cellmembranet. Kolesteroler är utspridda över hela fettsyrans inre och förhindrar att svansarna packas för hårt och hjälper till att hålla membranet flytande.
Mosaikegendom
Cellmembranet föreslogs först av Singer och Nicolson (”Science”, 18 februari 1972) som den flytande mosaikmodellen och har två väsentliga funktioner som gör det möjligt att utföra sina funktioner. För det första är cellmembranet en mosaikstruktur av olika molekyler. Varje celltyp i multicellulära och encelliga organismer kommer att ha en unik samling och kombination av proteiner, kolhydrater och lipider. Som ett exempel nämner Burnette of Carnegie-Mellon att membranet av röda blodkroppar har mer än 50 sorters proteiner.
Flytande egendom
Den andra egenskapen hos cellmembranet är dess fluiditet. Fosfolipiderna rör sig fritt runt och omarrangerar sig inom varje lager av membranet men de passerar sällan det hydrofoba området och överförs till det motsatta lagret, enligt Burnette. De hydrofila huvuden finns alltid på den yttre periferin och de hydrofoba svansarna förblir i kärnan i dubbelskiktet.
Vätskeegenskapen hos membranet resulterar i asymmetriska dubbelskikt. Burnette beskriver att som svar på förändrade miljöer eller olika temperaturer i och utanför cellen kan det finnas mer proteiner eller kolhydratmolekyler på varje skikt samtidigt, vilket möjliggör selektiv passage av molekyler och joner över membran.
En illustration av flytande mosaikegenskaper hos cellmembranet presenteras på "Carnegie-Mellon: Cellmembranets struktur och funktion".