Dwuwarstwy lipidowe są ważne w komórkach biologicznych. Stanowią one podstawę błon komórkowych i otaczają większość organelli komórkowych. Dwuwarstwy lipidowe tworzą się samoczynnie z fosfolipidów w wyniku samoorganizacji.
Fosfolipidy mają głowy, które mieszają się z wodą i ogony, które odrzucają wodę. Tak więc ogony łączą się w centrum podwójnej warstwy, a głowy na zewnątrz są otoczone przez wodę.
Dwuwarstwy lipidowe zatrzymują większość cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie (hydrofilowych), które przez nie przechodzą. Zatrzymują również większość jonów.
W komórkach, białka są umieszczone w warstwie dwuwarstwowej przez enzymy. Białka te decydują o tym, które cząsteczki wchodzą do komórki, a które z niej wychodzą. Na przykład, komórki kontrolują stężenie soli i pH poprzez przepompowywanie jonów przez ich błony za pomocą białek zwanych pompami jonowymi.
