La membrane cytoplasmique délimite le contour de toutes les cellules; elle contribue ainsi à définir la morphologie spécifique de chacune d’entre elles. Elle est une frontière physique entre les milieux intra- et extracellulaire et assure, dans certains cas, des transferts de substances ou d’informations de cellule à cellule, en contrôlant donc les échanges entre l’hyaloplasme et le liquide interstitiel et dont la perméabilité est sélective.
Les protéines sont responsables de la plupart des fonctions membranaires. Elles servent entre autre, de récepteurs spécifiques, d’enzymes ou de transporteurs. Les protéines qui sont parfois de très longs polymères, possèdent une chaîne polypeptidique avec une extrémité amino-terminale (NH2) et une extrémité carboxy-terminale (COOH). Ces polymères amphiphiles changent de forme suivant les conditions de l’environnement. La quantité et la qualité des protéines sont très variables d’une cellule à l’autre.
Lorsqu'un ligand s'associe à un récepteur, la structure de ce dernier change et transmit le signal envers les protéines de la cellule, qui sont toujours modifiées d'une façon ou d'une autre.Certains récepteurs membranaires transforment eux-mêmes le message chimique en réponse cellulaire, par exemple les récepteurs canaux. D'autres récepteurs ne font pas eux-mêmes la transduction du message ; ils sont couplés à des enzymes ou à des canaux ioniques ou par une molécule régulatrice intermédiaire appelée protéine G.
La chaîne respiratoire correspond à une association de complexes protéiques présents au sein de la membrane interne de la mitochondrie et responsable, avec l’ATP synthétase, de la phosphorylation oxydative. Ce processus associe l’oxydation du NADH et du FADH2, tous deux produits lors des différentes voies cataboliques de l’organisme (glycolyse, cycle de Krebs, hélice de Lynen…), à la production d’ATP et ceci grâce à la formation d’un gradient de protons.