細胞内の膜は通常、密閉された空間や区画を形成し、その中で細胞は外部とは異なる化学的または生化学的環境を維持することができる。たとえば、ペルオキシソームの周りの膜は、細胞の残りの部分を過酸化物、つまり細胞に有害な化学物質から保護し、細胞膜は細胞を周囲の媒体から分離する。ペルオキシソームは、細胞内に存在する液胞の一つで、細胞内の化学反応による副産物を含んでいる。ほとんどの細胞小器官（オルガネラ）はこのような膜によって規定されており、膜結合型細胞小器官と呼ばれている。
選択的透過性.
おそらく生体膜の最も重要な特徴は、選択的に透過性の構造であることと言える。つまり、それを通過しようとする原子や分子の大きさ、電荷、およびその他の化学的性質によって、それが成功するかどうかが決まることを意味する。細胞や細胞小器官を周囲から効果的に分離するためには、選択的な透過性が不可欠である。また、生体膜には、必要に応じて形状を変えたり移動したりすることができる、ある種の機械的または弾性的な特性もある。
一般に、小さな疎水性分子は、単純な拡散によって容易にリン脂質二重層を通過することができる。
流動性.
リン脂質二重層の疎水性コアは、脂質尾部の結合を中心に回転するため、常に動いている。二重膜の疎水性尾部は折れ曲がって互いにロックしている。しかし、水との水素結合により、親水性頭部基は回転や移動が制限されるため、動きが少なくなる。その結果、親水性頭部に近い部分の脂質二重層の粘度が増加する。
転移温度以下では、移動性の高い脂質の動きが少なくなり、脂質二重層は流動性を失い、ゲル状の固体になる。この転移温度は、炭化水素鎖の長さやその脂肪酸の飽和度など、脂質二重層の構成成分に依存する。細菌や冷血生物にとって、温度依存性のある流動性は重要な生理学的特性を構成する。これらの生物は、温度の違いに応じて膜脂質の脂肪酸組成を変化させることで、一定の流動性を維持している。