È costituita da un foglietto di fosfolipidi dello spessore di due molecole. I fosfolipidi rappresentano i principali blocchi chimici che costituiscono la membrana cellulare. Il doppio foglietto lipidico presenta le teste idrofiliche (contenenti fosfati) esposte verso gli ambienti acquosi interni ed esterni, mentre le code idrofobiche (contenenti idrati di carbonio) sono disposte all’interno, una accanto all’altra.
Questa struttura isola efficacemente il citosol del neurone dal fluidoextracellulare.