As funções de uma proteína de membrana incluem coesão celular, retransmissão de sinais entre o interior e o exterior de uma célula e transporte de proteínas através da membrana. Uma proteína de membrana é uma proteína que está ligada a uma célula e interage com as membranas biológicas. Cada tipo de proteína de membrana tem uma função diferente.
Cada proteína de membrana pode ser classificada em proteínas de membrana integrais, que interagem com os fosfolipídios de membrana, ou proteínas de membrana periféricas, que temporariamente aderem à membrana e ajudam no transporte de elétrons.
Algumas proteínas de membrana ajudam as células a se identificarem. Isso é especialmente verdadeiro com as células do sistema imunológico. As células do sistema imunológico precisam se reconhecer para evitar que se ataquem.