Hücre zarı —veya plazma zarı—, sürekli değişen bir manzaradır. Fosfolipid çift tabakasına çeşitli makromoleküller gömülü olduğu için akışkan bir mozaik olarak tanımlanır. Makromoleküller arasında proteinler vardır. Protein içeriği hücre tiplerine göre değişir. Örneğin, mitokondriyal iç zarlar ~% 76, miyelin ise ~% 18 protein içerir. Tek tek hücreler, birçok türde zar proteini içerir —kırmızı kan hücreleri 50’den fazla içerir— ve farklı hücre türleri, farklı zar protein kümelerini barındırır.

Membran proteinlerinin çok çeşitli işlevleri vardır. Örneğin, onlar maddeleri, metabolik rollere sahip enzimleri veya kimyasal habercilere bağlanan reseptörleri taşıyan kanallar veya taşıyıcılar olabilirler.

Membran lipidleri gibi, çoğu membran proteini hidrofilik (su seven) ve hidrofobik (sudan korkan) bölgeler içerir. Hidrofilik alanlar, hücre içinde, hücre dışında veya her ikisinde birden su içeren solüsyonlara maruz kalır. Hidrofobik bölgeler, membran çift tabakası içindeki hidrofobik fosfolipid kuyruklarıyla karşı karşıyadır.

Membran proteinleri, gömülü (integral) veya hücre membranı ile ilişkili (periferal) olup olmadıklarına göre sınıflandırılabilir.

İntegral proteinlerin çoğu, her iki fosfolipid katmanını da geçerek tüm zarı kaplayan transmembran proteinlerdir. Hidrofilik bölgeleri, zarın her iki tarafından uzanır, bir tarafta sitozole ve diğer tarafta hücre dışı sıvıya bakar. Hidrofobik bölgeleri, sarmal amino asit gruplarından (α—helisler veya β—variller) oluşur. İntegral monotopik proteinler, zarın yalnızca bir tarafına bağlanır.

Periferik proteinler, fosfolipit çift tabakasına gömülmezler ve hidrofobik çekirdeğine uzanmazlar. Bunun yerine, zarın iç veya dış yüzeylerine geçici olarak yapışarak integral proteinlere veya fosfolipitlere bağlanırlar.

Bir hücrenin dış yüzeyinden uzanan zar proteinleri, genellikle glikoproteinler oluşturan karbonhidrat zincirleri taşır. Bazı glikoproteinler, diğer hücrelerin zar proteinleri tarafından tanınabilen “Kimlik etiketleri“ olarak işlev görerek hücre—hücre tanınmasını kolaylaştırır.