La membrane cellulaire est une bicouche lipidique semi-perméable qui entoure le cytoplasme de toutes les cellules. Dans les cellules animales, c'est la couche la plus externe de la cellule. Chez les plantes, les champignons et certaines bactéries, une paroi cellulaire entoure la membrane cellulaire pour former la couche la plus externe de la cellule.
La membrane cellulaire protège l'intégrité du reste de la cellule en permettant sélectivement aux substances de passer à l'intérieur et à l'extérieur de la structure. Ses principaux composants sont les lipides et les protéines. Les phospholipides s'arrangent automatiquement pour protéger la cellule des liquides polaires environnants. Les protéines de la paroi cellulaire forment des portes qui permettent à la cellule d'absorber les fluides et autres molécules selon les besoins.
Le cholestérol est l'un des lipides présents dans les parois cellulaires des animaux mais pas dans les plantes. Selon l'emplacement de la cellule dans le corps, la membrane contient de 20 à 80 pour cent de cholestérol. Alors que certaines membranes cellulaires sont lisses, d'autres développent des microvillosités, des projections en forme de doigts qui augmentent leur surface et leur capacité à absorber les nutriments de l'extérieur. D'autres extensions de la paroi cellulaire permettent à la cellule de détecter son environnement ou d'aider à la locomotion de la cellule, en particulier chez les organismes unicellulaires. Dans les organismes multicellulaires, les parois cellulaires s'attachent à d'autres cellules pour former des tissus.
