细胞膜是细胞表面的一层薄膜，也被称为细胞外膜或原生质膜，厚度约为7～8纳米。细胞膜的基本化学组成包括脂类、蛋白质和糖类，这些成分共同构建了细胞膜的复杂结构。

膜脂是细胞膜中的主要脂质成分，主要包括磷脂、胆固醇和少量的糖脂。磷脂在膜脂质中占比最大，通常超过70%，而胆固醇和糖脂的比例则较低，分别不超过30%和10%。磷脂分子以双层结构排列，其亲水端朝向细胞外液或胞质，而疏水的脂肪酸烃链则彼此相对，形成了膜内部的疏水区。

膜蛋白是细胞膜中另一种重要的组成部分，主要包括内在蛋白和外在蛋白两种类型。内在蛋白的疏水部分直接与磷脂的疏水部分共价结合，两端带有极性，贯穿膜的内外；而外在蛋白则以非共价键结合在固有蛋白的外端上，或者结合在磷脂分子的亲水头上。这些膜蛋白可以是载体蛋白、特异受体、酶或者表面抗原等。

细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即载体蛋白和通道蛋白。载体蛋白能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将溶质转移到膜的另一侧。这类蛋白有的需要能量驱动，而有的则不需要能量，以协助扩散的方式运输物质。通道蛋白则像桥梁一样，让特定的溶质分子通过，其功能主要是保持膜的选择通透性。

膜糖类主要包括糖蛋白和糖脂，它们都以共价键的形式与膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白。这些糖链通常是一些寡糖链和多糖链，它们在细胞膜表面形成糖衣，参与细胞识别、信号传递等多种生物学过程。