Основою мембрани є подвійний шар, утворений фосфоліпідами. Шари організовані так, що гідрофільні голови фосфоліпідів орієнтовані назовні, а взаємодія між двома шарами здійснюється гідрофобними хвостами фосфоліпідів.
Усі біомембрани побудовані однаково, вони складаються з двох шарів ліпідних молекул завтовшки близько 6 нм, в які вбудовані білки. Деякі мембрани містять, крім того, вуглеводи, повязані з ліпідами та білками.
Мембрани являють собою плоскі утворення завтовшки кілька молекул (60-100 ). Основу становить ліпідний бислой, де гідрофільні головки звернені до води всередині та зовні клітини, а гідрофобні хвости з жирних кислот ніби виштовхуються з води та зливаються між собою всередині мембрани (Рис. 4.7.1.).
Як фосфоліпіди, і холестерин часто входять до складу ліпопротеїдів клітинних мембран, але є в мембранах та у вільному, не повязаному з білками стані. Співвідношення холестерин/фосфоліпіди в основному і визначає плинність або жорсткість клітинної мембрани.