Die vier Hauptfunktionen der Plasmamembran umfassen Identifizierung, Kommunikation, Regulierung des Austauschs von gelösten Stoffen durch die Membran und Isolierung des Zytoplasmas von der äußeren Umgebung. Die Plasmamembran ist eine semipermeable Phospholipid-Doppelschicht, die einen hydrophilen Kopf und einen unpolaren hydrophoben Schwanz enthält. Es enthält Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Phospholipiden, die helfen, die Plasmamembran zusammenzuhalten; Cholesterinmoleküle sind auch in die Membran für Fluidität eingebettet.
Die Plasmamembran enthält Kanal-, Träger-, Rezeptor-, Enzym- und Zellerkennungsproteine, die alle zu den Funktionen der Membran beitragen. Die Kanalproteine bilden kleine Öffnungen, durch die bestimmte Moleküle und gelöste Stoffe diffundieren und in die Zelle gelangen. Trägerproteine haben Bindungsstellen, die bestimmte gelöste Stoffe außerhalb der Zelle angreifen und in die Zelle transportieren. Rezeptorproteine lösen eine Reihe von zellulären Reaktionen aus, wenn sie gebunden sind.
Ein Beispiel für eine zelluläre Reaktion, die durch Rezeptorproteine ausgelöst wird, ist die Freisetzung von Hormonen. Zellerkennungsproteine markieren Immunzellen zur Erkennung und helfen, verschiedene Selbstzellen des menschlichen Körpers zu identifizieren. Enzymatische Proteine helfen bei der Durchführung und Regulierung von Stoffwechselprozessen, die innerhalb der Zelle ablaufen. Die Plasmamembran schützt das Zytoplasma und alle Zellorganellen, indem sie eine selektive Barriere zwischen den Zellorganellen und der äußeren Umgebung bildet.