La fonction de la bicouche phospholipidique est de maintenir une barrière entre la cellule et son environnement externe et de stocker et transporter une variété de protéines essentielles au fonctionnement de la cellule. Il contrôle ce qui entre et sort de la cellule.
La bicouche phospholipidique sert de barrière principale entre les composants internes de la cellule et son environnement extracellulaire, qui se compose principalement du cytoplasme. Ce faisant, il contrôle et maintient un équilibre des molécules présentes dans la cellule, telles que les protéines et les ions. Plusieurs protéines existent dans la bicouche qui aident à contrôler ce qui entre et sort de la cellule. Celles-ci sont souvent appelées protéines transmembranaires ou protéines de transport. La cellule modifie l'expression des gènes de ces protéines pour créer plus ou moins en réponse à son besoin de transporter des éléments à travers la membrane.
Alors que l'absorption de molécules dans la cellule est une fonction majeure, la bicouche sert également à empêcher l'entrée de certaines molécules pouvant être nocives pour la cellule. Les molécules logées à la surface de la bicouche ont plusieurs autres fonctions en plus du transport. Par exemple, ils peuvent servir de molécules communicantes, signalant des messages entre la partie interne de la cellule et des molécules externes telles que les protéines.