Fosfolipider är amfipatiska molekyler, vilket betyder att de har både hydrofila (vattenälskande) och hydrofoba (vattenhatande) regioner. Den hydrofila regionen av en fosfolipid är fosfatgruppen, medan den hydrofoba regionen är fettsyrakedjorna. När fosfolipider placeras i vatten bildar de spontant ett dubbelskikt med de hydrofila regionerna vända utåt och de hydrofoba regionerna vända inåt. Denna dubbelskiktsstruktur är den grundläggande byggstenen i alla cellmembran.