Sie besteht zu einem großen Anteil aus einer Phospholipid Doppelschicht, die der Zellmembran ganz besondere Eigenschaften verleiht. Wasserliebende Schichten an den Außenkanten der Zellmembran und fettliebende Eigenschaften innerhalb der Zellmembran. Der Kopf der Phospholipide ist wasserliebend/hydrophil – genannt – und die Beine sind fettliebend – lipophil – genannt. Steckt man bei einem Versuch viele einzelne Phospholipide in ein Wasserglas und schüttelt es, verbinden sich alle Phospholipide zu einer sogenannten Mizelle zusammen. Sie bilden eine Art Kugel. Die wasserliebenden Köpfe sind außen und die fettliebenden Beine verbinden sich in der Mitte. Gibt man bei diesem Versuch noch mehr Phospholipide dazu, kann dieser Kreis nicht mehr aufrechterhalten werden und es entsteht automatisch eine Kugel mit einer Phospholipid Doppelschicht. Jeweils an den Außenkanten wasserliebend aber innerhalb der Zellmembran fettliebend. So ergibt sich die Phospholipid Doppelschicht unserer Zellen. Gleichzeitig liefert die Fettschicht im Inneren der Zellmembran eine Art Barriere Funktion für die Zelle.