1. Phospholipid Dobbeltlag: Det inderste lag af cellemembranen er sammensat af et fosfolipid-dobbeltlag. Fosfolipider er amfipatiske molekyler, hvilket betyder, at de har både hydrofile (vandelskende) og hydrofobe (vandhadende) regioner. Fosfolipid-dobbeltlaget danner en semipermeabel barriere, der tillader visse stoffer at passere igennem, mens de blokerer andre. Fosfolipidernes hydrofobe haler vender indad og interagerer med hinanden og skaber en barriere, der forhindrer vandopløselige stoffer i at krydse membranen. De hydrofile hoveder vender udad og interagerer med det vandige miljø på begge sider af membranen.
2. Membranproteiner: Indlejret i phospholipid-dobbeltlaget er membranproteiner. Disse proteiner udfører forskellige funktioner, herunder transport af molekyler over membranen, signaltransduktion, celleadhæsion og enzymkatalyse. Membranproteiner kan klassificeres i to hovedtyper:integrerede proteiner og perifere proteiner. Integrale proteiner spænder over hele membranen, fra den ekstracellulære side til den cytoplasmatiske side, mens perifere proteiner er løst knyttet til membranoverfladen.
3. Glycocalyx: Det yderste lag af cellemembranen er glycocalyx. Den består af et tæt netværk af kulhydrater, herunder glykoproteiner og glykolipider, knyttet til membranproteinerne og lipiderne. Glykokalyxen er involveret i forskellige cellulære funktioner, herunder cellegenkendelse, celleadhæsion og beskyttelse mod mekanisk skade.
Sammenfattende er cellemembranen en kompleks struktur sammensat af et phospholipid-dobbeltlag, membranproteiner og glycocalyx. Denne organisation gør det muligt for membranen at opretholde cellulær integritet, kontrollere bevægelsen af stoffer og mediere forskellige cellulære processer, der er afgørende for cellernes overlevelse og funktion.