細胞的表面質膜電子顯微鏡一般僅可顯示相當簡單結構
質膜存在于所有細胞的表面，雖有一些其它與之緊密關聯
的結構起重要的作用，但這層膜是決定什么物質可以進入或離
開細胞的主要屏障。它的特性足以影響多細胞集團（如組織）
的形成，以及物質在緊密關聯的細胞之間通過。質膜常常
出現特化的區域顯微結構光學顯微鏡并不能直接顯示出質膜的
存在，這是因為質膜的厚度遠遠低于光學顯微鏡的分辨率�？�
是早在電子顯微鏡出現之前，已從生理學實驗積累了大量有關
膜的間接資料。
人們設計了人工的體系，將兩種不同濃度的某些物質的水
溶液用膜隔開，這膜具有質膜的半透性特點，只允許某種分子
通過。假如，某種成分能夠很快通過膜，那么，這種成份將產
生一個從高濃度溶液向低濃度溶液的凈運動或彌散（向濃度梯
度遞減方向），直到膜二側濃度相等為止。假如膜對溶質是非
通透或輕度可通透的，同時假定它象質膜那樣，對水是中度可
通透的，那么水將很快地進入較高濃度的溶液里。水的凈運動
的方向，朝著趨于使膜的每一側的溶質濃度平衡，這種現象稱
之為滲透。在早時的實驗里，把細胞懸浮在含有不同分子的水
溶液中并測量細胞體積的變化。
在一定的溶液里的細胞行為的細節將取決于溶解在細胞內
部和細胞周圍溶液里的所有分子的總濃度，以及與水比較時，
溶質分子穿過膜的相對速度；達到平衡時，大約細胞內外每單
位體積所有溶質分子的總數是相等的，而每種能透過膜彌散的
單獨成份的濃度也將是相等的。
在某些實驗條件下，可利用細胞體積的劇烈變化作為細胞
對某種溶質的相對不通透性和因而產生的水的流入或流出的指
標；細胞或是劇烈地皺縮或是劇烈地膨脹以至破裂，這取決于
溶液的濃度。這種方式的研究及直接測量細胞內物質濃度的更
復雜的實驗，已經說明細胞存在著質膜而且對于通過它的物質
顯示出很大的選擇性。氣體不難穿過它；
水和其它小分子通過它要比和它的化學性質類似的大分子
快一些；脂溶性物質進人細胞的速度一般要比非脂溶性物質快
些；有一些物質以被動的彌散的方式通過膜，另一些則需細胞
消耗能量才能通過。
這種選擇性和其它間接的觀察說明，膜是具有高度組織性
的復雜的實體。但電子顯微鏡一般僅顯示一相當簡單的結構，
所以對膜的復雜功能的物質基礎仍沒有更深刻的了解。
