O modelo de mosaico fluido representa a estrutura de uma membrana celular como uma camada bilipídica entremeada irregularmente com proteína na qual as posições individuais de bilipídeos e moléculas de proteína são dinâmicas. Nesse modelo, os lipídios mantêm a flexibilidade e limitam a difusão, enquanto as proteínas transportam as moléculas através da membrana.
O modelo de mosaico fluido infere a estrutura das membranas celulares em seu estado nativo usando cortes ultrafinos em microscópios eletrônicos. Modelos de membrana mais recentes aproveitam a tecnologia disponível para visualizar moléculas individuais, incluindo microscopia de força atômica. A microscopia de reconstrução óptica estocástica quebrou a barreira de difusão de luz, capturando imagens de mitocôndrias e fibras do fuso. Um modelo de camada de proteína-lipídio-ilha de proteína propõe uma camada externa de proteína comprimida no topo da camada bilipídica e grupos de proteínas dentro da camada bilipídica. Uma camada externa de proteína protege melhor a camada bilipídica do estresse ambiental. Esta camada é menos flexível do que a camada dinâmica representada no modelo de mosaico fluido. O agrupamento no lado interno da membrana aumenta a eficiência da proteína em relação a proteínas intercaladas aleatoriamente.
A precisão do modelo de membrana melhora à medida que as técnicas de observação avançam. No entanto, pesquisas anteriores se concentraram nas interações moleculares na membrana. Os modelos não levam em consideração as interações complexas entre as células ou a influência dos elementos dentro da célula.