Fosfolipidi su samo jedna vrsta velike skupine organskih spojeva zvanih lipidi. Glavna uloga fosfolipida u živim organizmima je da oni čine staničnu membranu. Lipidi čine veliku i raznoliku skupinu spojeva koji sadrže ugljik (C), kisik (O) i vodik (H) te su netopivi u vodi ili se ne otapaju u vodi. Svi lipidi spadaju u jednu od dvije skupine – masti ili ulja. Jedina razlika između ovih skupina je u tome što su masti čvrste na sobnoj temperaturi, dok su ulja tekuća.
Kemijska struktura lipida varira između mnogih različitih tipova. Većina su trigliceridi ili se formiraju od tri lanca masnih kiselina vezanih za molekulu glicerola. Svi lipidi sadrže istu molekulu glicerola, tako da je priroda masnih kiselina ta koja određuje karakteristike lipida. Sve masne kiseline se sastoje od karboksilne skupine (-COOH) vezane za ugljikovodični lanac, koji se sastoji od atoma ugljika i vodika. Ugljikovodični lanci mogu varirati u duljini i hidrofobni su ili odbijaju vodu.
Fosfolipidi nisu trigliceridi. Postoji mala, ali vrlo važna razlika u strukturi fosfolipida u odnosu na trigliceride. Umjesto tri masne kiseline vezane za molekulu glicerola, jedna je zamijenjena fosfatnom skupinom koju čine fosfor, kisik i vodik. Fosfatna skupina je hidrofilna, ili je privlači voda, za razliku od ostatka molekule. Činjenica da jedan dio molekule privlači vodu, a ostatak odbija, utječe na ulogu fosfolipida u staničnoj membrani.
U otopini na bazi vode, fosfolipidi se automatski raspoređuju u dvostruki sloj ili fosfolipidni dvosloj. Masne kiseline, koje odbijaju vodu, nalaze se u sredini dvosloja. Hidrofilne glave, koje sadrže fosfatnu skupinu, okrenute su prema van duž dvosloja i obrubljene s obje njegove strane. Zbog ove formacije neke će tvari moći proći kroz dvosloj, a druge neće, tako da on djeluje kao prirodna granica.
Funkcija stanične membrane je da djeluje kao granica između unutrašnjosti stanice i okolnog okruženja. Gotovo u potpunosti se sastoji od fosfolipidnog dvosloja i proteina. Molekule koje su topive u vodi ili otopljene u vodi, ne mogu proći kroz fosfolipidni žuč zbog hidrofobne unutrašnjosti. Uloga nekih proteina koji se nalaze unutar dvosloja je omogućiti transport preko njega, kako u stanicu tako i iz nje. Na taj način fosfolipidi i proteini kontroliraju što ulazi i izlazi iz stanice.