膜脂质，即神经元膜的脂质基质，主要是磷脂、胆固醇和糖脂。磷脂主要是磷酸丙三醇二脂，其中甘油是构成双分子层的“骨架”,脂肪酸中碳链的长短和不饱和程度与神经元膜的流动性密切相关。胆固醇的亲水和亲脂的兼性特征对细胞膜的物理状态有一定的调节。
在其相变温度以上，胆固醇阻止脂肪链旋转变构运动，降低膜的流动性；在相变温度以下，胆固醇阻止脂肪链的有序性排列，防止向凝胶状转化。糖脂是糖和脂肪结合物，分布在细胞膜的外侧，可能参与对环境变化和信息的识别。