Las membranas celulares se componen de fosfolípidos, proteínas y carbohidratos unidos libremente entre sí a través de interacciones químicas. Las moléculas son generalmente capaces de moverse en el plano de la membrana, dando a la membrana su naturaleza flexible llamada fluidez. Otras dos características de la membrana contribuyen a su fluidez: la estructura química de los fosfolípidos y la presencia de colesterol en la membrana.

Las colas de ácidos grasos de los fosfolípidos pueden estar saturadas o insaturadas. Los ácidos grasos saturados tienen enlaces únicos entre la columna vertebral de los hidrocarburos y están saturados con el número máximo de hidrógenos. Estas colas saturadas son rectas y, por lo tanto, pueden empacar juntas firmemente. Por el contrario, las colas de ácidos grasos insaturados contienen enlaces dobles entre los átomos de carbono, dándoles una forma torcida y evitando el empaque apretado. El aumento de la proporción relativa de fosfolípidos con colas insaturadas da como resultado una membrana más fluida. Los organismos como las bacterias y las levaduras, que experimentan fluctuaciones de temperatura ambiental, son capaces de ajustar el contenido de los ácidos grasos de sus membranas para mantener una fluidez relativamente constante.

En las membranas celulares, el colesterol es capaz de interactuar con las cabezas de fosfolípidos, en parte inmovilizando la parte proximal de la cadena de hidrocarburos. Esta interacción disminuye la capacidad de las moléculas polares para cruzar la membrana. El colesterol también evita que los fosfolípidos empaquen bien juntos, evitando así la probabilidad de congelación de la membrana. Del mismo modo, el colesterol actúa como un amortiguador estructural cuando las temperaturas se elevan, limitando la fluidez excesiva.

También se propone que el colesterol tenga un papel en la organización de los lípidos y proteínas de la membrana en grupos funcionales llamados balsas lipídicas. Se cree que estos grupos de proteínas, fosfolípidos y colesterol compartimentan las regiones de la membrana, posicionando las moléculas con funciones similares unas cerca de otras. Sin embargo, la estructura específica y la función de estos parches de la membrana no están claros y constituyen un área de investigación activa.