Een dubbel membraan is een membraanstructuur die bestaat uit twee fosfolipidedubbellagen die rug aan rug zijn gerangschikt. Dubbele membranen definiëren cellulaire compartimenten die bekend staan ​​als organellen. De ruimte die wordt begrensd door de twee membranen vormt het lumen van het organel, dat verschilt van het cytosol.

Een van de meest prominente dubbele membraanstructuren in eukaryotische cellen is de nucleaire envelop, die het genetische materiaal van de cel omsluit. Andere bekende organellen met dubbele membranen zijn onder meer mitochondriën en chloroplasten. In mitochondriën dient de dubbele membraanstructuur om een ​​protongradiënt te genereren voor de productie van ATP door middel van oxidatieve fosforylering. In chloroplasten is het dubbele membraan betrokken bij het opvangen en omzetten van zonlicht in chemische energie tijdens fotosynthese.

Dubbele membranen spelen een essentiële rol bij de cellulaire compartimentering, het transport van moleculen en het in stand houden van specifieke chemische omgevingen binnen organellen, waardoor ze cruciale componenten worden van de eukaryotische celstructuur en -functie.