Fungsi utama membran sel adalah untuk merangkum isi sel. Ini berisi semua struktur sel di dalamnya. Fungsi sekundernya termasuk mengatur molekul dan zat apa yang bisa masuk dan keluar sel dan keseimbangan airnya. Fungsi dasarnya mirip dengan tembok kota abad pertengahan yang mengelilingi kota.
Sel prokariotik dan eukariotik memiliki perbedaan kecil dalam struktur membrannya, tetapi fungsi membran sel tidak berubah. Struktur membran dasar, atau plasma, terdiri dari protein dan lipid. Membran pada dasarnya adalah dua lapisan fosfolipid yang diletakkan saling membelakangi sehingga ekornya saling menyatu. Permukaan dalam dan luar membran sebagian besar terdiri dari kepala fosfolipid. Permukaan kadang-kadang diselingi oleh saluran pembentuk protein atau protein trans-membran dan protein perifer.
Fungsi pertama membran sel adalah untuk menampung sitoplasma. Ini termasuk sitosol cair, bahan nukleat seperti asam deoksiribonukleat (DNA) dan organel apa pun seperti mitokondria. Hal ini juga jangkar sel ke dinding sel dan jaringan sekitarnya untuk memberikan bentuk sel.
Ada lima cara molekul dan zat dapat masuk atau meninggalkan sel karena melakukan fungsi utama membran sel. Tiga dari sarana ini pasif dan dua aktif. Alat transportasi pasif adalah difusi lipid, osmosis dan transpor pasif. Dua cara aktif adalah transpor aktif dan vesikel.
Difusi lipid terjadi ketika jenis lipid tertentu bertemu dengan membran sel. Molekul yang larut dalam lemak seperti steroid dapat berdifusi melalui membran. Dalam hal ini, seolah-olah membran tidak ada.
Fungsi membran sel hampir tidak ada selama osmosis juga. Osmosis adalah pergerakan air masuk dan keluar dari sel. Pergerakan air ini terjadi secara alami untuk mencoba dan menyeimbangkan konsentrasi larutan air. Jika ada terlalu banyak zat terlarut seperti protein dalam suatu larutan, air dari daerah yang kurang pekat akan bergerak secara alami ke dalam larutan yang pekat.
Transpor pasif dan transpor aktif bergantung pada protein dalam membran lipid. Selama transpor pasif, molekul tertentu dapat berdifusi melalui protein trans-membran tanpa aktivasi atau undangan. Ketika sel membutuhkan molekul tertentu untuk dibawa ke dalam sel, maka transpor aktif menggunakan molekul pompa protein dan enzim.
Vesikel adalah cara lain untuk membawa molekul tertentu ke dalam sel, tetapi tanpa menggunakan protein untuk melakukannya. Molekul menempel pada membran sel dan kemudian membran membungkus dirinya sendiri di sekitar molekul. Molekul tertutup ini disebut vesikel. Vesikel melepaskan diri dari membran sehingga berada di dalam sel, di mana ia mencerna molekul dan melepaskan komponennya ke dalam sitoplasma.