细胞膜上的蛋白质叫膜蛋白，
膜蛋白的功能是多方面的。有些膜蛋白可作为“载体”而将物质转运进出细胞。有些膜蛋白是激素或其他化学物质的专一受体，如甲状腺细胞上有接受来自脑垂体的
促甲状腺素的受体。膜表面还有各种酶，使专一的化学反应能在膜上进行，如内质网膜上的能催化
磷脂的合成等。细胞的识别功能也决定于膜表面的蛋白质。这些蛋白常常是表面抗原。表面抗原能和特异的抗体结合，如人细胞表面有一种蛋白质抗原HLA，是一种变化极多的二聚体。不同的人有不同的HLA分子，器官移植时，被植入的器官常常被排斥，这就是因为植入细胞的HLA分子不为受体所接受之故。