Membrana celulară este o bilatibilă lipidică semipermeabilă care înconjoară citoplasma tuturor celulelor. În celulele animale, este cel mai exterior strat al celulei. În plante, ciuperci și unele bacterii, un perete celular înconjoară membrana celulară pentru a forma cel mai exterior strat al celulei.
Membrana celulară protejează integritatea restului celulei, permițând selectiv trecerea substanțelor în și din structură. Componentele sale primare sunt lipidele și proteinele. Fosfolipidele se aranjează automat pentru a proteja celula de lichidele polar din jur. Proteinele din peretele celular formează porțile care permit celulei să absoarbă fluide și alte molecule după cum este necesar.
Colesterolul este unul dintre lipidele găsite în pereții celulari ai animalelor, dar nu și în plante. În funcție de locația celulei din corp, membrana conține între 20 și 80% colesterol. În timp ce unele membrane celulare sunt netede, altele dezvoltă microvilli, proeminențe asemănătoare cu degetele care le măresc suprafața și capacitatea lor de a absorbi substanțele nutritive din exterior. Alte extensii ale peretelui celular permit celulei să-și perceapă mediul sau să ajute la localizarea celulei, în special la organismele cu o singură celulă. În organismele multicelulare, pereții celulelor se atașează la alte celule pentru a forma țesuturile.