A estrutura desta membrana é semelhante à das células eucarióticas, registando-se contudo uma diferença na sua composição: o colesterol, geralmente ausente nos procariontes, é substituído por uma molécula semelhante a um esteroide, um hopanoide.
Na célula bacteriana, a membrana é suporte de grande parte da actividade metabólica e assegura, nomeadamente a cadeia da fosforilação oxidativa (respiração, nas bactérias aeróbias). Para além disso, assegura, como nas células eucarióticas o transporte selectivo de moléculas e a saída dos enzimas responsáveis pela síntese da parede celular.
Em algumas células, a membrana forma pregas e invaginações que aumentam muito a sua superfície, denominadas mesossomas.
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