人工膜：生物膜的組分繁多，為便於研究，往往采用單一或幾種脂質組成的各種人工膜結構：單分子層膜、累積膜、脂質體、平板雙分子層脂膜等。另外，也可將蛋白質嵌入後組成重建膜。這些膜結構泛稱“人工膜”。利用人工膜可對膜的各種物理化學特性進行深入研究。人工膜已在工程實際中得到應用，如從海水等溶液相中高效地分離和濃縮物質、利用能量轉換膜原理開辟高效無汙染的新能源、用作腎髒病患者的透析膜以及用於臨床診斷和治療等。
脂質體：脂質體是內部為水相、由脂質雙分子層形成的閉合囊泡。其種類主要有：①小單片層囊泡，大小範圍為0.02～0.05微米；②多片層囊泡，大小範圍為0.2～10微米；③大單片層囊泡，大小範圍為0.2～10微米。除了大小、脂質成分、荷電性外，脂質體製劑尚有兩個重要的參數：俘獲容積和包裹效率。前者指一定量脂質體所包封的容積（摩爾／升）；後者指脂質雙分子層所包裹的水相所占的比例(％)。脂質體作為藥物載體已用於醫藥臨床。脂質體的水相或疏水相中包封藥物後能用於癌症、溶酶體貯積病、寄生蟲病、體內重金屬積聚、真菌感染、關節炎等多方麵疾病的治療。這種截體係統在體內有穩定、毒性小、藥物緩慢釋放等優點。若膜表麵加以修飾（結合抗體或特異性糖鏈等）或研製敏感性脂質體（在外界特定條件下膜通透性劇增的脂質體），則能使脂質體在體內具有靶向性。脂質體也可作為真核細胞的基因載體用於生物技術領域。
平板雙分子層脂膜：在分隔兩個水相的隔板中間若有1小孔（麵積一般小於1平方厘米，則小孔處的脂滴會逐漸形成厚度隻有雙分子層厚的膜，此即平板雙分子層脂膜(BLM)。在BLM形成過程中，脂滴厚度逐漸變薄，此時從顯微鏡中看到膜的顏色由各種彩色變到黑色，故BLM又稱黑膜。這種人工膜最適於膜電特性的測量研究。膜中嵌入離子通道等膜蛋白後，可方便地根據測量到的電特性研究通道特性、離子通透特性、膜融合特性等。若BLM中嵌入植物、動物以及細菌的對光敏感的色素活性物質，則可作為色素膜進行模擬研究，因為電化學測定法的靈敏度相當高，所以也可根據膜的電特性和通透特性的變化來檢測環境中毒物的存在及其對機體作用的原初機製。
細胞膜
一、化學組成
細胞膜主要由脂質、蛋白質(包括酶)和多糖組成。脂質和蛋白質各約占膜幹重的一半稍弱，多糖不到10％，水約占膜濕重的1/5。此外還有少量的無機離子等。
脂質：脂質中大部分是磷脂，其次是膽固醇，還有少量糖脂，有些細胞膜（如嗜鹽菌膜）還含有硫脂，它們都是兼性分子。磷脂的親水端含有磷酸和其他親水基團（如膽堿、絲氨酸或乙醇氨等）；疏水端大多是脂酰基（一般有16～18個碳原子）。細胞膜中磷脂分子的親水端向外，疏水端向內排成脂質雙分子層。膽固醇以其第三個碳原子上的羥基為親水端，以芳香環作為疏水端與磷脂的相應部分並列在脂雙層中。脂雙層的內外兩層中的脂質分子分布是不對稱的。糖脂都在外層，糖殘基位於脂雙層的表麵。磷脂在內外二層中的分布是不相等的。人紅細胞膜的外層中磷脂酰膽堿和鞘磷脂較多，內層中磷脂酰乙醇氨和磷脂酰絲氨酸較多。
膜蛋白：細胞中大約有20％～25％左右的蛋白質分子是與膜結構結合的。根據這些蛋白質與膜脂的相互作用方式及其在膜中分布部位的不同，粗略地可分為兩大類：外周蛋白和內部蛋白。①外周蛋白分布於膜的外表麵，約占膜蛋白的20％～30％。它們通過離子鍵或其他的非共價鍵與膜脂相連，結合力較弱，隻需用比較溫和的方法，如改變介質的離子強度、pH或加入螯合劑等即可把外周蛋白分離下來，它們都為水溶性蛋白質。②內部蛋白約占膜蛋白的70％～80％，它們有的部分嵌入雙分子脂質層中，有的跨膜分布，還有的則全部埋藏在雙分子層的疏水區內部。由於內部蛋白主要靠疏水鍵與膜脂相互結合，因而隻有在較為劇烈的條件下（如超聲、加入去垢劑或有機溶劑等）才能把它們從膜上溶解下來。
多糖：細胞膜約含5％～10％的多糖，由於參與組成的單糖彼此間結合方式複雜多樣，得到的寡糖種類繁多，這些糖主要以糖脂或糖蛋白形式存在，具有很重要的生理功能。細胞與周圍環境相互作用中（如細胞間識別，激素作用等等）幾乎都涉及到糖脂和糖蛋白，它們也是膜抗原的重要組分。
流動性：流動性是細胞膜結構的基本特征，它既包括脂質，也包括膜蛋白的運動狀態。
二、膜脂的流動性
在正常生理條件下，膜脂大多呈流動的液晶態。由純磷脂形成的雙分子人工膜，在溫度降低至某一點時，它們可以從液晶態變為晶態（或稱凝膠態）。這一溫度稱為相變溫度。生物膜含有不止一種的脂質分子，它們具有各自的相變溫度。在一定溫度下，有的膜脂處於凝膠態，有的則呈流動的液晶態。流動與不流動的膜脂各自彙集的現象稱為分相。