též biomembrána, 6 – 10 nm tlustá buněčná struktura tvořená dvojvrstvou polárních lipidů, do níž jsou začleněny membránové bílkoviny. Polární lipidy jsou orientovány tak, že jejich hydrofobní řetězce směřují dovnitř membrány a hydrofilní polární hlavice ven, kde interagují s vodou. Díky hydrofobním interakcím je tato struktura dosti stabilní, přičemž jednotlivé molekuly polárních lipidů se mohou celkem volně pohybovat do stran (laterální difuse); za fysiologických podmínek jsou lipidy ve formě tzv. dvojrozměrné kapaliny. Takto popisovaná struktura odpovídá dnes obecně přijímanému „modelu tekuté mozaiky” (angl. fluid mosaic model). Chemické složení lipidové frakce membrán se liší podle druhu organismu i podle druhu membrány (podle orgánů, organel apod.); často se dokonce podstatně liší i složení jednotlivých lipidových vrstev jediné membrány. Bílkoviny tvoří 20 – 80 % hmotnosti membrány a zajišťují její specifické funkce. Hlavní funkcí membrán je oddělit dva kompartmenty, které se navzájem liší chemických složením. Buněčná (tzv. plasmatická) membrána odděluje intracelulární a extracelulární prostor, zatímco membrány jednotlivých organel oddělují tyto kompartmenty od cytosolu. Na druhé straně, tyto prostory si navzájem vyměňují látky a informace. Proto musí membrány umožňovat řízený transport molekul a iontů (membránový transport) jakož i přestup informace o přítomnosti důležitých signálních molekul (viz signál). Biologické membrány jsou tedy semipermeabilní (též selektivně permeabilní); umožňují průchod některých částic zatímco pro jiné jsou neprůchodné. Součástí membrán jsou i některé enzymové systémy podílející se na metabolismu; nejdůležitější z nich jsou ty, které zajišťují synthesu ATP v procesu membránové fosforylace. Také všechny „elektrické” jevy v organismech (vedení nervového vzruchu, elektrické orgány ryb a paryb atd., viz membránový potenciál) souvisejí s biomembránami.
