Строение мембран различных клеток и внутриклеточных органелл обуславливается особенностями выполняемых ими функций.
Цитоплазматическая мембрана, окружающая каждую клетку, определяет её величину, обеспечивает транспорт малых и больших молекул из клетки и в клетку, поддерживает разницу концентраций ионов по обе стороны мембраны. Мембрана участвует в межклеточных контактах, воспринимает, усиливает и передаёт внутрь клетки сигналы внешней среды. С мембраной связаны многие ферменты, катализирующие биохимические реакции. В цитоплазматической мембране количество липидов и белков примерно равное, что обеспечивает клетке структурную устойчивость с сохранением необходимой способности к межклеточному взаимодействию.
Мембраны митохондрий и хлоропластов содержат большое количество белков, которые выполняют в основном каталитическую и транспортную функции. Белки мембран митохондрий и хлоропластов обеспечивают избирательный перенос веществ. Белки-ферменты митохондриальных мембран участвуют в транспорте электронов (цепи переноса электронов) и синтезе АТФ. Белки-ферменты мембран хлоропластов участвуют в транспорте электронов (цепи переноса электронов) и синтезе хлорофилла.
Миелин – специализированная мембрана нервного волокна многослойна и содержит большое количество липидов. Благодаря чему мембрана становится более «пластичной». Миелин изолирует большую часть поверхности нервного волокна и ускоряет прохождение нервного импульса. Поэтому из-за узкой специализации мембрана нервного волокна имеет особую структуру.