生物膜是細胞和細胞器的重要邊界，具有多種關鍵功能。以下是詳細介紹：
能量轉換。生物膜能將一種能量形式轉換為另一種。例如，在光合作用中，生物膜可將光能轉化為化學能；在氧化磷酸化過程中，生物膜也起著重要作用。
物質運輸。生物膜能控制膜內外的物質交換，通過主動運輸、被動運輸、胞吞作用等方式吸收和轉移各種物質。
信息傳遞。生物膜涉及細胞間以及細胞與環境間的信息交流，細胞膜上有多種專一受體，用於接受激素和藥物等信息。
合成與分解。生物膜參與蛋白質和核酸的合成，以及酶促反應的進行。
識別功能。生物膜幫助細胞之間和細胞與外源物質之間進行準確識別和應答。
此外，生物膜還起到分隔和形成細胞器和提供相對穩定內環境的作用，有助於維持細胞生命活動的正常進行。