โปรตีนจากเยื่อหุ้มสมองเป็นโปรตีนที่ครอบคลุมความยาวทั้งหมดของเยื่อหุ้มเซลล์ มันถูกฝังอยู่ระหว่างฟอสโฟลิปิดซึ่งเป็นช่องทางที่โมเลกุลและไอออนสามารถผ่านเข้าไปในเซลล์ได้ โปรตีนจาก Transmembrane ยังช่วยอำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างเซลล์ด้วยการโต้ตอบกับสารเคมี กระบวนการทางชีวภาพหลายอย่างเช่นเมแทบอลิซึมของกลูโคสและการผลิตกรดไขมันจะถูกกระตุ้นหลังจากที่มีการกระตุ้นการทำงานของโปรตีนชนิดหนึ่ง
ตัวรับอินซูลินเป็นตัวอย่างของโปรตีนที่มีปฏิสัมพันธ์กับสารเคมีคืออินซูลิน ตัวรับทำหน้าที่เป็นเป้าหมายบนพื้นผิวของเซลล์สำหรับโมเลกุลอินซูลิน หลังจากที่บริเวณท่าเรือโมเลกุลกับตัวรับตัวรับมักจะปล่อยสารเคมีที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของตัวส่งกลูโคสไปยังพื้นผิวของเซลล์ สิ่งนี้ทำให้เซลล์สามารถดูดซับกลูโคสจำนวนมากจากสภาพแวดล้อมภายนอกซึ่งนำไปสู่การเผาผลาญกลูโคสและการผลิตพลังงานในที่สุด
งานอีกอย่างหนึ่งของโปรตีนเมมเบรนคือการขนส่งไอออนเช่นโซเดียมและโพแทสเซียมข้ามเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมทางเคมี เซลล์บางแห่งไม่สามารถทำงานเฉพาะด้านได้หากช่องไอออนนั้นทำงานไม่ถูกต้อง ตัวอย่างที่สำคัญของเรื่องนี้คือช่องไอออนแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ประสาท โดยทั่วไปแล้วจะปิดช่องทางไอออนเพื่อป้องกันไอออนข้ามเมมเบรน ทันทีที่ตรวจพบสิ่งเร้าเช่นแผลไหม้หรือไหม้แรงกระตุ้นจากเส้นประสาทจะถูกส่งจากปลายด้านหนึ่งของเซลล์ประสาทไปยังปลายอีกด้านหนึ่ง สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ถ้าช่องไอออนเปิดและอนุญาตให้ไอออนไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
เพื่อจัดระเบียบอย่างถูกต้องเซลล์ยังต้องมีโปรตีนของเมมเบรนเพื่อตรวจสอบสภาพแวดล้อมที่มีเซลล์อาศัยอยู่ ตัวอย่างเช่นเซลล์กล้ามเนื้อมักจะจัดระเบียบรอบเซลล์กล้ามเนื้ออื่น ๆ ในขณะที่เซลล์ผิวหนังจะจัดระเบียบรอบเซลล์ผิวอื่น ๆ อินทิกรินเป็นโปรตีนประเภทเมมเบรนชนิดกว้างที่ทำหน้าที่จัดระเบียบนี้ อินทิกรินยังยึดเหนี่ยวเซลล์กับสารตั้งต้นช่วยอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายเซลล์และการรักษาบาดแผล การเติบโตการแบ่งและการตายของเซลล์โดยทั่วไปขึ้นอยู่กับสัญญาณที่ได้รับจากอินทิกรัล
โปรตีนเมมเบรนสามารถจำแนกได้เป็นอัลฟาเฮลิคอลหรือเบต้าบาร์เรลขึ้นอยู่กับวิธีการจัดระเบียบของโปรตีน โปรตีนอัลฟ่าเฮลิคอลประกอบด้วยลูกโซ่เดี่ยวในขณะที่โปรตีนบีตบาร์เรลมีโซ่โปรตีนหลายอันเรียงกัน โปรตีนขดลวดอัลฟาโดยทั่วไปจะขดและโปรตีนเบต้าบาร์เรลถูกบิดเป็นโครงสร้างปิดที่คล้ายกับบาร์เรล
