极性分子在磷脂双分子层由烃基组成的中心部分具有较低的溶解度，因此极性分子对于整个双分子层的渗透系数较低。这种效应对于带电离子尤其明显，带电离子的渗透系数甚至低于中性极性分子。 阴离子通常具有比阳离子更高的扩散速率。与离子相比，水分子的渗透性实际上较强，渗透现象能证明这一点：当将具有较低水含量（较高渗透压）的细胞或囊泡置于具有较高水含量（较低浓度）的溶液中时，细胞将膨胀并最终破裂。除非水能够相对容易地通过双分子层，否则将不会观察到这样的结果。磷脂双分子层对于水异常大的渗透性仍未被完全理解，并且仍然有很多争议。