Estudos bioquímicos revelaram que os componentes mais abundantes das membranas celulares são fosfolípidos e proteínas; por isso, costuma-se dizer que elas têm constituição lipoprotéica. Além desses componentes, as membranas das células animais também apresentam colesterol na sua constituição.
Modelo do mosaico fluido
Pesquisas mostraram que as moléculas de fosfolípidos da membrana plasmática dispõem-se lado a lado, como pessoas numa multidão.
Os fosfolípidos deslocam-se continuamente, mas sem perder o contacto uns com os outros, como se dançassem trocando de par o tempo todo, o que confere grande dinamismo às membranas biológicas.
As proteínas da membrana estão incrustadas na dupla lâmina de fosfolípidos como se fossem "pedrinhas" de um mosaico. Algumas proteínas estão aderentes superficialmente à membrana, enquanto outras se encontram totalmente mergulhadas na estrutura homogénea dos fosfolípidos, atravessando a membrana de lado a lado; além disso, elas podem movimentar-se paralelamente ao plano da membrana.
Essa explicação para a estrutura da membrana plasmática, comparável a um mosaico molecular em constante modificação, foi proposta originalmente pelos investigadores S. Singer e G. L. Nicholson, em 1972 e apropriadamente chamada de modelo do mosaico fluido