Les membranes polarisées sont formées de deux couches de lipides ayant des têtes hydrophiles à l'extérieur de la membrane avec des queues hydrophobes à l'intérieur de la membrane. La double nature des couches lipidiques permet à la membrane de transporter sélectivement divers composés spécifiques dans la cellule.
Le type de lipide le plus courant qui forme une membrane polaire est un phospholipide qui a une tête polaire contenant un groupe phosphate. Ceci est connu comme une tête ionique. Outre les lipides qui forment la bicouche lipidique, il existe des protéines membranaires polaires qui agissent comme des enzymes (composés fonctionnels) et des molécules porteuses pour transporter activement d'autres molécules à travers la membrane.