纳米厚，但磷脂双分子层的横截面由几个不同的化学区域组成。在过去的几十年中，这些区域及其与周围水分子的不同相互作用已经通过X射线反射法、中子散射法和核磁共振法分辨被研究。双分子层两侧的第一个区域是亲水性头部。该部分完全水合，通常约0.8-0.9nm厚。磷酸基团位于该水合区域内，在疏水性核心向外约0.5nm。在某些情况下，水合区域可以进一步延伸，例如，磷酸酯头部附有大分子蛋白质或长链糖类时。一个常见的例子是细菌外层膜（outer membrane，在细胞膜之外）上的脂多糖层，有助于在细菌周围保留水层以防止脱