Membrānas lipīdi ir neatņemama sastāvdaļa aktīvai transportēšanai cauri membrānai, daudzu veidu enzīmu aktivitātei un membrānas veidošanai. Lipīdi ir savienojumu grupa, kurā ietilpst tauki un eļļas un kas nešķīst ūdenī, bet šķīst spirtā. Citiem vārdiem sakot, lipīdi ūdenī nešķīst, kas skaidri redzams, pievienojot ūdenim eļļu – tie sajaucas, bet paliek atsevišķi. Ir daudz dažādu lipīdu veidu, bet galvenās membrānas lipīdu klases ir fosfolipīdi, glikolipīdi, sfingolipīdi un holesterīns.
Lipīdi ir amfipātiski, jo katrai molekulai ir divas atšķirīgas zonas ar atšķirīgu afinitāti pret ūdeni un eļļu. Molekulas hidrofilais apgabals ir polārs, tāpēc to pievelk ūdens. Hidrofobais reģions nav polārs un nešķīst ūdenī. Tieši šī lipīdu atšķirīgā īpašība izraisa dzīvo membrānu struktūru. Kad veidojas membrāna, membrānas lipīdi sakārtojas divslāņos. Divslāņu slānis sastāv no divām membrānas lipīdu loksnēm ar hidrofilajām galvām, kas ir vērstas uz augšu, un hidrofobām astēm membrānas divslāņa vidū.
Visas dzīvu organismu membrānas gan ap šūnām, gan tajās galvenokārt sastāv no lipīdiem un olbaltumvielām. Membrānas lipīdi ir visizplatītākās membrānas molekulas. Daži proteīni ir izkaisīti visā lipīdu slānī, bet citi ir pievienoti tā virsmai.
Lielākā daļa membrānas lipīdu veidojas no glicerīna, kas savienojas ar trim taukskābju ķēdēm, izmantojot kovalento saiti. Iegūtās molekulas sauc par glicerīdiem. Sfingolipīdi ir izņēmums no šī noteikuma, jo tie veidojas, kad sfingozīns kovalenti saistās ar taukskābju ķēdēm, nevis glicerīnu. Kovalentā saite rodas, ja pretēji lādētiem atomiem ir kopīgi elektronu pāri.
Fosfolipīdi ir visizplatītākie no membrānas lipīdiem. Tie veidojas, kad fosfātu grupa, kas satur fosforu, ir saistīta ar diglicerīdu un citu vienkāršu organisko molekulu. Diglicerīdu veido divas glicerīda molekulas. Fosfolipīdā galva, kas satur fosfātu grupu, ir polāra, tāpēc to pievelk ūdens. Taukskābju garās ogļūdeņražu ķēdes ir hidrofobas un paliek membrānas divslāņa vidū.
Glikolipīdi veidojas, kad ogļhidrātu ķēde pievienojas fosfolipīdam. Ogļhidrātu ķēde atrodas membrānas divslāņu ārējā slānī. Tādā veidā ogļhidrātu ķēde darbojas kā marķieris, kas ļauj atpazīt šūnas. Arī glikolipīdi nodrošina enerģiju, kas tiek uzkrāta ogļhidrātu ķēdē. Visbeidzot, glikolipīdi palīdz stabilizēt membrānu un nodrošina vietu piestiprināšanai pie citām šūnām vai audiem.
Ja holesterīns atrodas membrānā, tas vāji saistās ar fosfolipīdiem abās tās pusēs. Saistoties ar blakus esošajiem fosfolipīdiem, holesterīns tos stabilizē un savukārt stabilizē visu membrānu. Ar lielāku holesterīna daudzumu membrāna kļūst mazāk šķidra vai spēj brīvi kustēties un mehāniski spēcīgāka. Membrānās konstatētais holesterīna daudzums atšķiras atkarībā no šūnu veida. Augi nesatur holesterīnu, tāpēc paļaujieties uz šūnu sieniņu, lai nodrošinātu to šūnu stabilitāti.
Visbeidzot, sfingolipīdi galvenokārt atrodas divslāņu ārējā slānī. Šāda veida lipīdu sadalījums divos slāņos ir ļoti nevienmērīgs. Sfingolipīdi veido lipīdu plostus, kas ir svarīgi šūnu signalizācijā un atpazīšanā. Holesterīns dažreiz atrodas blakus sfingolipīdiem vai to tuvumā, lai stabilizētu šūnu membrānu ap tiem.