Hvilke typer lipider med tilhørende mettede eller umettede fettsyrer som inngår i membranen vil sammen med strukturproteiner, transportproteiner, proteinkanaler og steroler påvirke membranegenskapene. Flere typer reseptorer kan overføre signaler fra en side av en membran til den neste. Membranene til celleorganellene har egne egenskaper i: cellekjernen, mitokondrier, endoplasmatisk retikulum, Golgiapparat, glykosysomer, peroksysomer, vakuolemembraner, plastider (i planter).
Transport gjennom cellemembraner
Runar Collander fant at stoffers gjennomtrengelighet i en membran var avhengig av stoffenes fettløselighet. Et av Collanders forsøk gikk ut på å bruke den svake basen nøytralrødt som er gulfarget i udisssosiert alkalisk form, men blir rødtfarget som kation i sur løsning. Bakegjær oppslemmet i vann som er gjort basisk med 10% natriumkarbonatløsning tilsettes noen dråper nøytralrødt. Fargen skifter fra gul til rød når nøytralrødt tas opp av cellene. At det er cellene som blir røde kan observeres ved filtrering. Tilsettes litt lut (NaOH) er fargen fremdeles rød, men tilsettes ammoniakk skifter fargen tilbake til gul siden ammoniakk kan passere membranen. Collander gjorde studier med Chara-alger som plantemateriale.
Plantecellene inneholder flere reaksjonsrom (kompartementer) som det er kommunikasjon imellom. De forskjellige reaksjonsrommene inneholder forskjellig sammensetning av molekyler og ioner. Reaksjonsrommene omgitt av membraner atskiller prosesser som ellers kunne innvirke på hverandre. Biomembranene er bygget opp av et dobbeltlag med lipider med innleirete proteiner og steroider. Proteindelen inne i membranen er hydrofob. Salter og oppløste stoffer omgitt av vannmolekyler skaper et turgortrykk i cellene. Ved transport av ioner, sukker og aminosyrer vha. transportmolekyler over membranen bringer de med seg hydratiseringsvann, men dette er lite vann sammenlignet med den passive vanntransporten ned potensialgradienten. Hvis det ikke er noen semipermeabel barriære eller membran vil vann og oppløst stoff følge en trykkgradient fra høyt til lavt trykk, dvs. Vann beveger seg bare fra høyt til lavt potensial hvis det er en semipermeabel membran. Floemtransport er massestreøm av oppløste stoffer langs en gradient i hydrostatisk trykk, og kan derfor gå fra et blad med høyt osmotisk potensial til en rot med lavt osmotisk potensial. Plantecellene er omgitt av en cellevegg og kan omgi seg med rent vann uten å briste. Dehydrerte celler blir mekanisk deformert når de taper cellevolum.
Plasmolyse oppstår når vann går ut av cellen fordi vannpotensialet på utsiden er lavere enn på innsiden, og turgortrykket blir redusert. Vi har grenseplasmolyse når plasmamembranen akkurat ikke lenger trykker mot celleveggen og trykkpotensialet er lik 0. Ved maksimalt turgortrykk er trykkpotensialet maksimalt. Sammenhengen vises i et Höflerdiagram. Ved plasmolyse forårsaket av uttørking av cellene eller ved kontakt med sterke saltløsninger (hyperton) vil plasmamembranen delvis bevege seg innover i cellen, men henger fast i celleveggen ved flere kontaktpunkter. Kontaktpunktene til veggen er ved plasmodesmata og ved tynne membrantråder (Hechttråder). Hechttråder er plasmamembrantråder festet til veggen. Mengden Hechttråder øker ved lav temperatur. Generelt vil man ikke observere plasmolyse i celler fordi negativt trykk i cellevegger gjør at plasmamembranen forblir presset ut mot celleveggen. Bare hvis det kommer luft inn i celleveggen vil protoplasten skrumpe uavhengig av celleveggen. Strekkaktiverte signalmolekyler i plasmamembranen registrerer vanntilgangen, og det er ikke selve turgortrykket som registreres av reseptorer. Akvaporiner øker hastigheten på vanntransporten, men ikke retningen. Åpningen av akvaporiner kan bli regulert av pH og kalsiumkonsentrasjon (Ca2+).
Hvilken vei vann vil bevege seg gjennom membraner avhenger av de hydrostatiske trykkforskjellene og av osmotiske trykkforskjeller fra oppløste stoffer over membranen. Membranene er en nødvendig forutsetning for biologisk energiproduksjon. Tylakoidmembrane i kloroplaster n og den indre mitokondriemembranen bruker en protongradient til å lage ATP.