غشاء ثنائي الطبقة الدهنية عبارة عن طبقة رقيقة ومرنة مكونة من طبقتين من الجزيئات الدهنية التي تشكل أساس تركيب غشاء الخلية الحية. تتكون الطبقة الدهنية الثنائية أساسًا من جزيئات الفوسفوليبيد (Phospholipids) التي لها رأس محب للماء (Hydrophilic) وذيل كاره للماء (Hydrophobic). عندما تتجمع جزيئات الفسفوليبيد معًا ، فإن رؤوسها المحبة للماء تتجه للخارج نحو البيئة المائية المحيطة، بينما تتجمع ذيولها الكارهة للماء معًا في الجزء الداخلي من الطبقة الثنائية، وتشكل حاجزًا يمنع الجزيئات القابلة للذوبان في الماء من المرور. هذا الحاجز غير منفذ للعديد من الجزيئات القطبية، مثل الأيونات والسكريات، ولكنه يسمح بالانتشار السلبي (Passive Diffusion) للجزيئات الصغيرة غير القطبية مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبعض الهيدروكربونات.