Fosfolipidai yra tik viena didelės organinių junginių grupės, vadinamos lipidais, rūšis. Pagrindinis fosfolipidų vaidmuo gyvuose organizmuose yra tas, kad jie sudaro ląstelės membraną. Lipidai sudaro didelę ir įvairią junginių grupę, kurioje yra anglies (C), deguonies (O) ir vandenilio (H) ir kurie netirpsta vandenyje arba netirpsta vandenyje. Visi lipidai skirstomi į vieną iš dviejų grupių – riebalus arba aliejus. Vienintelis skirtumas tarp šių grupių yra tas, kad riebalai yra kieti kambario temperatūroje, o aliejai yra skysti.
Įvairių tipų lipidų cheminė struktūra skiriasi. Dauguma jų yra trigliceridai arba jie susidaro iš trijų riebalų rūgščių grandinių, prijungtų prie glicerolio molekulės. Visuose lipiduose yra ta pati glicerolio molekulė, todėl riebalų rūgščių prigimtis lemia lipidų savybes. Visos riebalų rūgštys yra sudarytos iš karboksilo grupės (-COOH), prijungtos prie angliavandenilių grandinės, sudarytos iš anglies ir vandenilio atomų. Angliavandenilių grandinės gali būti skirtingo ilgio ir yra hidrofobinės arba atstumiančios vandenį.
Fosfolipidai nėra trigliceridai. Yra nedidelis, bet labai svarbus fosfolipidų struktūros skirtumas, lyginant su trigliceridais. Vietoj to, kad prie glicerolio molekulės būtų prijungtos trys riebalų rūgštys, viena pakeičiama fosfato grupe, sudaryta iš fosforo, deguonies ir vandenilio. Fosfatų grupė yra hidrofilinė arba ją traukia vanduo, priešingai nei likusi molekulės dalis. Tai, kad viena molekulės dalis pritraukia vandenį, o kita – atstumia, turi įtakos fosfolipidų vaidmeniui ląstelės membranoje.
Vandeniniame tirpale fosfolipidai automatiškai išsidėsto į dvigubą sluoksnį arba dvigubą fosfolipidų sluoksnį. Riebalų rūgštys, kurios atstumia vandenį, yra dvisluoksnio viduryje. Hidrofilinės galvutės, kuriose yra fosfato grupė, yra nukreiptos į išorę išilgai dvisluoksnio sluoksnio ir yra iš abiejų jo pusių. Dėl šio susidarymo vienos medžiagos galės prasiskverbti pro dvisluoksnį sluoksnį, o kitos – ne, todėl jis veikia kaip natūrali riba.
Ląstelės membranos funkcija – veikti kaip riba tarp ląstelės vidaus ir ją supančios aplinkos. Jį beveik visiškai sudaro dvigubas fosfolipidų sluoksnis ir baltymai. Vandenyje tirpios arba vandenyje tirpstančios molekulės negali prasiskverbti pro fosfolipidinį sluoksnį dėl hidrofobinio vidaus. Kai kurių baltymų, esančių dvisluoksnyje, vaidmuo yra leisti transportuoti per jį tiek į ląstelę, tiek iš jos. Tokiu būdu fosfolipidai ir baltymai kontroliuoja, kas patenka į ląstelę ir iš jos išeina.