核膜的主要功能包括：
區域化作用。核膜將細胞核與細胞質分開，維持了各自的環境穩定。這種區域化有助於實現遺傳和代謝活動的獨立進行。
控制物質交換。核膜上有核孔複合體，可以控制細胞核與細胞質之間的物質交換。水分子、某些離子和小分子可以通過核孔自由擴散，而大分子物質的交換則需要主動運輸。
合成生物大分子。核膜的外層附著有核糖體，可以合成蛋白質，如抗體、組蛋白和膜蛋白等。
屏障作用。核膜保護細胞核免受細胞質內環境變化的影響，保障DNA的完整性和遺傳物質的穩定性。
參與細胞活動。在細胞分裂和細胞核融合等過程中發揮重要作用。