Medzi základné zložky biomembrán patria:

Fosfolipidy – sú usporiadané do dvoch vrstiev. Takáto štruktúra sa nazýva bimolekulová vrstva alebo dvojvrstva.

Fosfolipidové molekuly majú jeden koniec s elektrickým nábojom a druhý bez elektrického náboja. Konce s elektrickým nábojom molekuly (fosfátový koniec – sférická hlava) presahujú do cytosólu vo vnútri bunky a na opačnej strane biomembrány do vonkajšieho prostredia mimo bunku – do extracelulárnej tekutiny. Konce bez elektrického náboja molekuly sú usporiadané oproti sebe v strede dvojvrstvy.

Lipidové časti molekuly fosfolipidu (chvost) sú hydrofóbne (odpudzujú vodu). Fosfátová časť, pólová hlava molekuly, je hydrofilná.

Proteínové molekuly sú vnorené do bunkovej membrány a plávajú v tekutom fosfolipide. Niektoré proteíny sa vnárajú len do fosfolipidu, iné presahujú až do cytoplazmy, ďalšie sú ponorené len do vonkajšej vrstvy, resp. sa čiastočne vnárajú len do vnútornej vrstvy bunkovej membrány.

Keďže je membrána dynamická – fluidná, jej zložky sa neustále pohybujú. Molekula lipidu si vymení miesto so susednou molekulou asi 10⁷ – krát za sekundu. Za sekundu sa môže molekula lipidu presunúť z jedného pólu bunky na druhý. Proteíny sa pohybujú 10²-10⁴ pomalšie.