Cellemembran eller
plasmamembran er en
biologisk membran, der adskiller det indre af en
celle fra omgivelserne. Den består af et dobbeltlag af
lipider med indlejrede
proteiner. Lipidernes upolære carbonkæder gør cellemembranen gennemtrængelig for upolære
molekyler og visse små molekyler som
kuldioxid (CO
2), ilt (O
2) og vand (H
2O), men uigennemtrængelig for
ioner og de fleste polære molekyler. Passage af ioner og polære molekyler er imidlertid mulig i kontrolleret omfang via forskellige typer transmembrane proteiner, f.eks. kanaler og transportproteiner (herunder biologiske "pumper" som
natrium-kalium-pumpen). Cellemembranen medvirker til en række vigtige cellulære processer, f.eks. celleadhæsion og
cellesignalering, og tjener som fæste for det intracellulære
cytoskelet og vigtige ekstracellulære strukturer, heriblandt
cellevæggen og glykocalyxen (en ydre beklædning af glykoproteiner, der medvirker ved celle-celle-genkendelse). Cellesignaleringen foregår ved hjælp af receptormolekyler (modtagermolekyler), der gør cellen i stand til at reagere på specifikke signalstoffer, f.eks.
hormoner.