La fonction principale des membranes pleurales est de maintenir les deux poumons dans leur cavité pleurale. Ces membranes le font tout en garantissant que les poumons restent dilatés pendant les expirations et peuvent se déplacer en douceur pendant le processus de respiration.
Les deux membranes pleurales entourent les poumons, qui reposent sur le diaphragme. Chacun est une double membrane. La surface externe de la membrane pleurale est appelée plèvre viscérale et la membrane qui tapisse la paroi du corps est appelée plèvre pariétale. Entre les deux couches des membranes pleurales, il y a du liquide pleural. Ce liquide crée une tension superficielle entre deux poumons, d'une manière similaire à une fine couche d'eau qui maintient ensemble deux morceaux de verre. La tension superficielle agit comme une force de cohésion, ce qui entraîne une pression négative cruciale pour empêcher les poumons de s'effondrer après une expiration.
L'importance des membranes pleurales peut être observée dans les cas où la membrane est percée. Il en résulte que l'air pénètre dans l'espace entre les deux membranes pleurales. Le poumon n'est pas maintenu à sa place, recule et ne peut plus se dilater, ainsi la respiration dans ce poumon s'arrête. Cette condition est appelée pneumothorax, et le traitement de cette condition consiste à sceller le trou dans la membrane pleurale.