细胞质膜作为细胞内外边界，与内膜系统相比其结构更为复杂，功能更为多样。细胞质膜的主要功能概括如下：

（1）为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。如质膜上的Ca^2＋泵将Ca^2＋泵出细胞以避免细胞中因Ca^2＋浓度过高而中毒。

（2）选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排除，其中伴随着能量物质的传递。如Na^＋和K^＋的运输，需要消耗ATP。

（3）提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传导；病毒等病原微生物识别和侵染特异的宿主细胞的受体也存在于质膜上。如依赖于G蛋白的信号传导途径。

（4）为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行。如细胞膜上的酶联受体与胞内酶的相互作用。

（5）介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接。如小肠上皮细胞间通过肌动蛋白纤维束和钙黏蛋白形成的紧密连接；体外培养的成纤维细胞通过黏着斑贴附在培养皿基质上。

（6）质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。如细菌的鞭毛。

（7）膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤、自身免疫病甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。如HIV、老年痴呆症等于膜有关。