Cada tipo de membrana está especializada en una o varias funciones dependiendo del compartimento celular del que forme parte. Entre las múltiples funciones necesarias para la célula que realizan las membranas está la creación y mantenimiento de gradientes iónicos, los cuales hacen sensible a la célula a estímulos externos, permiten la transmisión de información y la producción de ATP.
son necesarios para la realización del transporte selectivo de moléculas , etcétera. Las membranas también hacen posible la creación de compartimentos intracelulares donde se realizan funciones imprescindibles o la forman la envuelta nuclear que separa al ADN del citoplasma.
En las membranas se disponen múltiples receptores que permiten a la célula "sentir" la información que viaja en forma de moléculas por el medio extracelular. Por ejemplo, dan a las neuronas sus propiedades y capacidades de procesamiento de información y a las musculares la capacidad de contracción frente a estímulos nerviosos.
También poseen enzimas asociadas que realizan numerosas actividades metabólicas, como la síntesis de celulosa o de ácido hialurónico, fosforilaciones, producción de energía, síntesis de lípidos, etcétera. La adherencia celular a la matriz extracelular o a otras células en los tejidos animales se debe a las moléculas presentes en la membrana plasmática.
Parte de las funciones de las membranas son debidas a sus propiedades físico-químicas: a) es una estructura fluida que hace que sus moléculas tengan movilidad lateral, como si de una lámina de líquido viscoso se tratase; b) es semipermeable, por lo que puede actuar como una barrera selectiva frente a determinadas moléculas.
