磷脂双分子层是指由两层磷脂分子组成的细胞膜结构。细胞膜是由一层液晶质量形态的、厚度在大约5nm的磷脂双分子层包裹住的。磷脂分子头部含有亲水性基团，尾部含有疏水性基团。在细胞中，磷脂双分子层除了作为细胞膜的重要组成部分外，还具有调节细胞各种代谢功能的重要作用。
磷脂分子的亲水性使它们排列成一个面向细胞外环境和一个朝向细胞内环境，中间是疏水性的一个屏障，防止外界物質轻易地进入细胞中。
磷脂双分子层的结构非常重要，它不仅是细胞膜的重要组成部分，还能对细胞的各种代谢功能产生影响。例如，磷脂双分子层中不同的磷脂分子组成以及不同的脂膜双分子厚度，都能影响细胞信号传递、细胞吸收和排除物质以及细胞黏附等重要生命活动。