Fosfolipidele sunt doar un tip dintr-un grup mare de compuși organici numiti lipide. Rolul principal al fosfolipidelor în organismele vii este acela că alcătuiesc membrana celulară. Lipidele formează un grup mare și variat de compuși care conțin carbon (C), oxigen (O) și hidrogen (H) și sunt insolubile în apă sau nu se dizolvă în apă. Toate lipidele se încadrează în una din două grupe – grăsimi sau uleiuri. Singura diferență dintre aceste grupuri este că grăsimile sunt solide la temperatura camerei, în timp ce uleiurile sunt lichide.
Structura chimică a lipidelor variază între multe tipuri diferite. Majoritatea sunt trigliceride sau sunt formate din trei lanțuri de acizi grași atașate la o moleculă de glicerol. Toate lipidele conțin aceeași moleculă de glicerol, deci natura acizilor grași este cea care determină caracteristicile unei lipide. Toți acizii grași sunt formați dintr-o grupă carboxil (-COOH) atașată la un lanț de hidrocarburi, alcătuit din atomi de carbon și hidrogen. Lanțurile de hidrocarburi pot varia în lungime și sunt hidrofobe sau resping apa.
Fosfolipidele nu sunt trigliceride. Există o diferență mică, dar foarte importantă în structura fosfolipidelor în comparație cu trigliceridele. În loc să aibă trei acizi grași atașați la molecula de glicerol, unul este înlocuit cu o grupare fosfat, formată din fosfor, oxigen și hidrogen. Gruparea fosfat este hidrofilă sau este atrasă de apă, spre deosebire de restul moleculei. Faptul că o parte a moleculei atrage apa în timp ce restul o respinge afectează rolul fosfolipidelor în membrana celulară.
Într-o soluție pe bază de apă, fosfolipidele se aranjează automat într-un strat dublu, sau un dublu strat de fosfolipide. Acizii grași, care resping apa, se găsesc în mijlocul stratului dublu. Capetele hidrofile, care conțin gruparea fosfat, sunt orientate spre exterior de-a lungul stratului dublu și aliniază ambele părți ale acestuia. Datorită acestei formări, unele substanțe vor putea trece prin stratul dublu, iar altele nu, astfel încât acesta acționează ca o graniță naturală.
Funcția unei membrane celulare este de a acționa ca o limită între interiorul celulei și mediul înconjurător. Este alcătuit aproape în întregime dintr-un strat dublu fosfolipidic și proteine. Moleculele care sunt solubile în apă sau se dizolvă în apă nu pot trece prin stratul biliar fosfolipidic din cauza interiorului hidrofob. Rolul unora dintre proteinele găsite în stratul dublu este de a permite transportul prin acesta, atât în interiorul cât și în afara celulei. În acest fel, fosfolipidele și proteinele controlează ceea ce intră și iese din celulă.