細胞膜または原形質膜ともよばれる。ウイルス以外の生物は基本的に細胞からできている。その細胞質を包んでいる厚さ約8nm(1nmは1μmの千分の1)の薄い膜を細胞質膜という。細胞質膜には約20-30%のリン脂質が含まれている。そのほかに種々のタンパク質や糖タンパク質などが細胞膜を構成している。また、膜透過酵素なども含まれ、これらが種々の代謝を行う役割をもっている。細菌の細胞質膜のおもな働きは(1)各種の物質の輸送(能動輸送)(2)細胞壁成分や鞭毛などの合成 (3)呼吸作用によるエネルギー代謝 などである。さらに分裂して増殖するときはDNAの複製など新しい細胞をつくる上で重要な役割をもっていると考えられている。また、光合成細菌では細胞膜由来のクロマトフォアで光合成を行っている。なお、強好塩菌などの古細菌の細胞質膜の構造は一般細菌とは異なっていることが明らかにされている。