La membrana plasmatica di tutte le cellule è costituita da un doppio strato di molecole fosfolipidiche, nelle quali sono interposte molecole di colesterolo e molecole proteiche aventi differenti funzioni, come quella strutturale e di regolazione del trasporto delle sostanze attraverso la membrana stessa. Le glicoproteine hanno un ruolo nel riconoscimento tra cellule. La membrana plasmatica costituisce una barriera semipermeabile, e permette il passaggio selettivo per diffusione di sostanze, come l'ossigeno, che si muovono seguendo un gradiente di concentrazione. Al di sotto della membrana, nel citoplasma delle cellule eucarioti si trova una rete di tubuli proteici che formano il citoscheletro.