In der Lipiddoppelschicht (Dicke etwa 5 nm) sind Membranproteine gelöst, wobei prinzipiell unterschieden werden kann zwischen in die Zellmembran eingelagerten (integrales Membranprotein) Proteinen und peripher angelagerten Proteinen (peripheres Membranprotein). Diese Vorstellung von einer flüssig-kristallinen Lipiddoppelschicht mit darin relativ frei beweglichen Membranproteinen entspricht dem heute gültigen Flüssig-Mosaik-Modell (englisch »fluid mosaic model«)