細胞膜貼附在細胞壁裏側，包圍著細胞質，是一層柔軟脆弱又極富彈性的半透性薄膜。
細胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質，現分別展開敘述：
（一）磷脂
細胞膜是由兩層磷脂分子對稱排列而成，其中每一個磷脂分子都由一個極性頭和一個非極性端構成。極性頭帶正電荷，溶於水；非極性端不帶電荷且不溶於水。兩極性頭分別朝向內外兩表麵，而兩個非極性端的疏水尾深入膜的內層，因此形成一個磷脂雙分子層。
在極性頭的甘油分子C3位上有R基團，R基團因微生物的種類不同而存在差異，例如所有細菌都含磷脂酰甘油，而G-細菌一般還富含磷脂酰乙醇胺。
非極性尾由長鏈脂肪酸連接在甘油分子的C1和C2位上組成，其鏈長和飽和度因細菌種類和生長溫度而異，一般生長溫度要求較高的菌種，其飽和度越高。
（二）蛋白質
整合蛋白：嵌埋在磷脂雙分子層中，很多都有運輸功能，有時在分子內還有運輸通道。
周邊蛋白：“漂浮”在磷脂雙分子層的外表麵，具有酶促作用。
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