在《細(xì)胞生物學(xué)》“結(jié)構(gòu)與功能”理論部分，結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一性是核心理論。細(xì)胞膜的不對(duì)稱性和方向性，取決于膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不對(duì)稱性導(dǎo)致了膜功能的不對(duì)稱性和方向性。

膜脂在膜中的分布是不對(duì)稱的，質(zhì)膜的內(nèi)外兩側(cè)分布的磷脂的含量與比例不同。糖脂是位于脂雙層的外側(cè)，其作用可能作為細(xì)胞外配體(ligand)的受體。磷脂酰絲氨基主要集中在脂雙層的內(nèi)葉，在生理pH下帶負(fù)電荷，這種帶電性使得它能夠同帶正電的物質(zhì)結(jié)合，如同血型糖蛋白A跨膜α螺旋鄰近的賴氨酸、精氨酸結(jié)合。磷脂酰膽堿出現(xiàn)在衰老的淋巴細(xì)胞外表面，作為讓吞噬細(xì)胞吞噬的信號(hào)。磷脂酰膽堿也出現(xiàn)在血小板的外表面，此時(shí)作為血凝固的信號(hào)。磷脂酰肌醇主要集中在內(nèi)葉，它們?cè)趯⒓?xì)胞質(zhì)膜的刺激向細(xì)胞質(zhì)傳遞中起關(guān)鍵作用。

膜蛋白的分布不對(duì)稱性尤為明顯，包括外周蛋白分布的不對(duì)稱以及整合蛋白內(nèi)外兩側(cè)氨基酸殘基數(shù)目的不對(duì)稱。這種不對(duì)稱與其功能匹配。例如細(xì)胞膜上的受體蛋白，對(duì)物質(zhì)透過(guò)性選擇的通道蛋白或者載體蛋白等。另外，某些膜蛋白只有在特定膜脂存在時(shí)才能發(fā)揮其功能，如：蛋白激酶C結(jié)合于膜的內(nèi)側(cè)，需要磷脂酰絲氨酸的存在下才能發(fā)揮作用；線粒體內(nèi)膜的細(xì)胞色素氧化酶，需要心磷脂存在才具活性。

膜蛋白、膜脂和膜糖分布不對(duì)稱引起的細(xì)胞膜不對(duì)稱性保證了生命活動(dòng)的高度有序性，例如物質(zhì)跨膜運(yùn)輸、細(xì)胞-細(xì)胞間相互識(shí)別、信號(hào)傳遞以及能量代謝。