1. Fosfolipiden: Dit zijn de meest voorkomende component van het celmembraan. Ze hebben een unieke structuur met een hydrofiel (waterminnende) hoofd en hydrofoob (waterhaten) staarten. Met deze structuur kunnen ze een dubbellaag vormen, met de hydrofiele hoofden tegenover de waterige omgevingen zowel binnen als buiten de cel, en de hydrofobe staarten ingeklemd.

2. eiwitten: Deze zijn ingebed in de fosfolipide dubbellaag en dienen een verscheidenheid aan cruciale functies, waaronder:

* Transport: Moleculen over het membraan verplaatsen

* receptoren: Signalen ontvangen van de omgeving

* enzymen: Katalyseren van biochemische reacties

* ankers: Het membraan verbinden met het cytoskelet en andere structuren

Naast deze twee hoofdcomponenten bevatten celmembranen ook kleine hoeveelheden cholesterol , die helpt om vloeibaarheid en stabiliteit te reguleren.