脂質は、すべての生体膜の必須成分です。哺乳類の膜の平均脂質含有量は50%ですが、ミトコンドリア内膜では20%まで低く、神経細胞の周囲に存在するミエリン鞘では80%まで高くなる可能性があります。

ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、およびスフィンゴミエリンは、哺乳類の膜に存在する最も一般的なリン脂質です。生理的pHでは、ホスファチジルセリンは負に帯電しますが、他の3つは中性のままです。膜脂質では、脂肪酸中に存在する炭素原子の数とその飽和度が異なる場合があります。脂肪酸は、二重結合なしで完全に飽和させることができる、二重結合を1つだけにして一価不飽和にする、または複数の二重結合で多価不飽和にすることができる。

糖脂質は、生理学的に重要なクラスの膜脂質を含み、膜の外側または細胞外に常に存在します。真核生物では、それらは原形質膜と細胞内膜の両方に見られます。単純な糖脂質であるガラクトセレブロシドは、スフィンゴミエリンとともにミエリン鞘に豊富に存在します。最も複雑な糖脂質であるガングリオシドは、シアル酸の存在により負に帯電し、神経細胞膜の総脂質の最大10%を構成する可能性があります。ガングリオシドは、ウイルス性疾患や遺伝性疾患におけるその役割について研究されています。ガングリオシドGM1はコレラ毒素の細胞表面受容体として作用しますが、遺伝性疾患であるテイサックス病ではGM2ガングリオシドの過剰な蓄積が観察されます。

膜脂質の別のクラスはステロールです。植物特異的ステロールは、植物原形質膜の重要な成分を構成し、全膜脂質の30〜50%を占めることができます。真核生物の膜にはコレステロールも存在し、総脂質のほぼ50%を占めています。ヒトの細胞膜におけるコレステロールの構造は、真菌膜の一般的な脂質成分であるエルゴステロールとはわずかに異なります。