磷脂由两个脂肪酸尾巴和一个磷酸基团头组成。脂肪酸是长链，主要由氢和碳组成，而磷酸基由一个磷分子和四个氧分子组成。磷脂的这两种成分通过第三种分子甘油连接。磷脂能够形成细胞膜是因为磷酸基头是亲水的(亲水)，而脂肪酸尾是疏水的(疏水)。由于这些特性，它们在水中自动以某种模式排列，并形成细胞膜。为了形成细胞膜，磷脂相互排列，它们的头在细胞外，尾在细胞内。第二层磷脂也形成了，头面向细胞内部，尾面向外。这样就形成了双层结构，磷酸基头在外面，脂肪酸尾在里面。这个被称为脂质双分子层的双层构成了细胞膜的主要部分。核膜(一种围绕细胞核的膜)也由脂质双分子层排列的磷脂组成，线粒体的膜也是如此，线粒体是细胞产生能量的部分。