分子层的中间几乎没有水，也不含溶于水中的糖类或离子。双分子层的形成由疏水效应驱动——疏水溶质进入水中会阻碍水分子间的相互作用，而疏水分子聚集后，水分子彼此能更自由地结合，自由、无序的水分子增加，进而系统的熵增加。这一复杂的过程主要涉及非共价作用力，例如范德华力和氢键。
截面.与其面积大小相比，磷脂双分子层非常薄。 如果一个典型的哺乳动物细胞（直径约10微米）被放大到西瓜的大小（约30厘米），则构成细胞膜的磷脂双分子层的厚度将仅仅与一张办公用纸相近。 尽管只有几纳米厚，但磷脂双分子层的