Οι διπλοστοιβάδες λιπιδίων είναι σημαντικές στα βιολογικά κύτταρα. Αποτελούν τη βάση των κυτταρικών μεμβρανών και περιβάλλουν τα περισσότερα κυτταρικά οργανίδια. Οι διπλοστοιβάδες λιπιδίων σχηματίζονται αυτόματα από φωσφολιπίδια με αυτοσυναρμολόγηση.
Τα φωσφολιπίδια έχουν κεφαλές που αναμειγνύονται με το νερό και ουρές που απορρίπτουν το νερό. Έτσι, οι ουρές συγκεντρώνονται στο κέντρο της διπλής στιβάδας και οι κεφαλές στο εξωτερικό περιβάλλονται από νερό.
Οι λιπιδικές διπλοστιβάδες εμποδίζουν τη διέλευση των περισσότερων υδατοδιαλυτών (υδρόφιλων) μορίων. Σταματούν επίσης τα περισσότερα ιόντα.
Στα κύτταρα, οι πρωτεΐνες τοποθετούνται στη διπλοστοιβάδα από ένζυμα. Οι πρωτεΐνες αποφασίζουν ποια μόρια εισέρχονται και ποια εξέρχονται από το κύτταρο. Για παράδειγμα, τα κύτταρα ελέγχουν τις συγκεντρώσεις αλάτων και το pH αντλώντας ιόντα μέσω των μεμβρανών τους χρησιμοποιώντας πρωτεΐνες που ονομάζονται αντλίες ιόντων.
