Le funzioni di una proteina di membrana includono la coesione cellulare, i segnali di trasmissione tra l'interno e l'esterno di una cellula e il trasporto di proteine attraverso la membrana. Una proteina di membrana è una proteina che è attaccata a una cellula e interagisce con le membrane biologiche. Ogni tipo di proteina di membrana ha una funzione diversa.
Ciascuna proteina di membrana può essere classificata in proteine di membrana integrali, che interagiscono con i fosfolipidi di membrana o proteine di membrana periferica, che si attaccano temporaneamente alla membrana e aiutano il trasporto di elettroni.
Alcune proteine di membrana aiutano le cellule a identificarsi a vicenda. Questo è particolarmente vero con le cellule del sistema immunitario. Le cellule del sistema immunitario devono riconoscersi l'un l'altro per prevenire l'attacco reciproco.