Membranele celulare sunt în general compuse din proteine și lipide pe bază de acid gras, conform Encyclopedia Britannica. Membranele active implicate în metabolism au o proporție mai mare de proteine. Mitochondria, organele cel mai rapide de metabolizare ale celulei, are o membrană care constă din proteine 75%. Membrana celulei Schwann are doar 20% proteine.
Scitableul explică faptul că membranele celulare sunt în mare parte compuse din glicerofosfolipide, două lanțuri de acizi grași, o grupare fosfat și molecule compuse din glicerol, care este o moleculă cu trei atomi de carbon care funcționează ca coloană vertebrală a lipidelor membranare. Cele mai abundente lipide din membranele celulare sunt glicerofosfolipidele, care sunt insolubile în apă. Ei posedă o geometrie distinctă care le permite să se formeze în două straturi fără o intrare de energie.
Lipidele reprezintă aproximativ jumătate din masa membranelor celulare, după cum notează Nature Education. În membranele plasmei celulare animale, aproximativ 20% din lipide sunt compuse din molecule de colesterol. Cu toate acestea, aceste molecule nu apar în membranele mitocondriale și bacteriene. Ele ajută la reglarea rigidității membranelor, în timp ce alte lipide mai puțin proeminente facilitează recunoașterea celulelor și semnalizarea celulară.
Pe lângă lipide, membranele au, de asemenea, o mulțime de proteine. Jumătate din masa majorității membranelor celulare este compusă din proteine. Proteinele transmembranare apar pe ambele părți ale membranei la care sunt încorporate.