Een membraan is een dun vliesje waarmee celorganellen en cellen van elkaar worden gescheiden Ook de cel zelf wordt omgeven door een membraan: het celmembraan. De moleculen die het membraan vormen, moeten aan bijzondere eisen voldoen. Ze moeten hydrofoob zijn, zodat de membranen iet oplossen in het cytoplasma. De membranen moeten ook hydrofiel zijn om een stabiele laag in het water te kunnen vormen, zodat de cel langere tijd kan blijven bestaan. De moleculen die het celmembraan vormen, fosfolipiden, lijken op zeepmoleculen: ze hebben een hydrofiele kop en hydrofobe staarten. Een celmembraan is een dubbele laag fosfolipiden, waarbij de hydrofobe starten naar elkaar toe gericht zijn en de hydrofobe koppen naar buiten. Zowel aan de binnenkant als aan de buitenkant van de cel bevinden zich waterige oplossingen. De structuren die zo ontstaan, zijn stabiel en dynamisch: de fosfolipiden kunnen langs elkaar bewegen en ook de eiwitten die in het celmembraan verankerd zitten, kunnen in het membraan bewegen.