Le modèle de mosaïque fluide représente la structure d'une membrane cellulaire sous la forme d'une couche de bilipide irrégulièrement entrecoupée de protéines dans laquelle les positions des molécules individuelles de bilipide et de protéine sont dynamiques. Dans ce modèle, les lipides maintiennent la flexibilité et limitent la diffusion tandis que les protéines transportent les molécules à travers la membrane.
Le modèle de mosaïque fluide déduit la structure des membranes cellulaires dans leur état natif en utilisant des coupes ultrafines sous microscopes électroniques. Les nouveaux modèles de membranes tirent parti de la technologie disponible pour visualiser des molécules uniques, y compris la microscopie à force atomique. La microscopie de reconstruction optique stochastique a brisé la barrière de diffusion de la lumière, capturant des images de mitochondries et de fibres fusiformes. Un modèle de couche de protéine-lipide-île de protéine propose une couche de protéine externe comprimée au-dessus de la couche de bilipide et des amas de protéines à l'intérieur de la couche de bilipid. Une couche externe de protéines protège mieux la couche bilipide des agressions environnementales. Cette couche est moins flexible que la couche dynamique représentée dans le modèle de mosaïque fluide. Le regroupement sur la face interne de la membrane augmente l'efficacité des protéines par rapport aux protéines dispersées de manière aléatoire.
La précision du modèle de membrane s'améliore à mesure que les techniques d'observation progressent. Cependant, les recherches antérieures se sont concentrées sur les interactions moléculaires au niveau de la membrane. Les modèles ne tiennent pas compte des interactions complexes entre les cellules ou de l'influence des éléments au sein de la cellule.