Las membranas celulares generalmente están compuestas de proteínas y lípidos basados en ácidos grasos, según la Enciclopedia Británica. Las membranas que participan activamente en el metabolismo tienen una mayor proporción de proteínas. Las mitocondrias, los orgánulos metabolizadores más rápidos de la célula, tienen una membrana que consiste en un 75 por ciento de proteína. La membrana de la célula de Schwann solo tiene 20 por ciento de proteína.
The Scitable explica que las membranas celulares están compuestas principalmente por glicerofosfolípidos, dos cadenas de ácidos grasos, un grupo fosfato y moléculas que comprenden glicerol, que es una molécula de tres carbonos que funciona como la columna vertebral de los lípidos de la membrana. Los lípidos más abundantes en las membranas celulares son los glicerofosfolípidos, que son insolubles en agua. Poseen una geometría distinta que les permite formar en bicapas sin una entrada de energía.
Los lípidos forman alrededor de la mitad de la masa de las membranas celulares, como señala Nature Education. En las membranas plasmáticas de células animales, alrededor del 20 por ciento de los lípidos están compuestos por moléculas de colesterol. Sin embargo, estas moléculas no aparecen en las membranas mitocondriales y bacterianas. Ayudan a regular la rigidez de las membranas, mientras que otros lípidos menos prominentes facilitan el reconocimiento celular y la señalización celular.
Aparte de los lípidos, las membranas también tienen muchas proteínas. La mitad de la masa de la mayoría de las membranas celulares está compuesta de proteínas. Las proteínas transmembrana sobresalen en ambos lados de la membrana en la que están incrustadas.