Jako buněčné membrány, membrány pro některé organely obsahují transportní proteiny, nebo permeases, které umožňují chemické komunikace mezi organely. Permeases v lysosomální membráně, například, aby aminokyselin generované uvnitř lysosome přejít do cytoplazmy, kde mohou být použity pro syntézu nových bílkovin. Komunikace mezi organely je také dosaženo u membrány začínající procesů endocytóza a exocytóza, které jsou v podstatě stejné jako v buněčné membráně (viz výše Transport přes membránu). Na druhé straně biosyntetické a degradační procesy probíhající v různých organelách mohou vyžadovat podmínky velmi odlišné od podmínek jiných organel nebo cytosolu (tekutá část buňky obklopující organely). Vnitřní membrány udržují tyto různé podmínky tím, že je izolují od sebe. Například, vnitřní prostor z lysosomů je mnohem kyselejší než v cytosolu—pH 5 oproti pH 7—a je udržována tím, že konkrétní proton-čerpání, transportní proteiny v lysosome membrány.

Další funkcí organel je zabránit vzájemnému ovlivňování konkurenčních enzymatických reakcí. Například, esenciální proteiny jsou syntetizovány na hrubém endoplazmatickém retikulu a v cytosolu, zatímco nežádoucí proteiny jsou rozděleny v lysosomech a také, do určité míry, v cytosolu. Podobně mastné kyseliny jsou v cytosolu a pak buď rozdělit do mitochondrií k syntéze ATP, nebo degradován v peroxizómech se souběžnou výrobu tepla. Tyto procesy musí být izolovány. Organely, membrány také zabránit potenciálně smrtící vedlejší produkty nebo enzymy z útočí na citlivé molekuly v jiných regionech buňky izolovat takové degradative činnosti v jejich příslušných membránou ohraničené prostory.

vnitřní membrány eukaryotických buněk se strukturálně i chemicky liší od vnější buněčné membrány. Jako vnější membrány, které jsou vyrobeny z fosfolipidové dvojvrstvy, do které jsou vloženy, nebo vázané, specifické membránové proteiny (viz výše Chemické složení a struktura membrány). Tři hlavní lipidy tvořící vnější membránu-fosfolipidy—cholesterol a glykolipidy – se také nacházejí ve vnitřních membránách, ale v různých koncentracích. Fosfolipid je primární lipid tvořící všechny buněčné membrány. Cholesterol, který přispívá k tekutosti a stabilitě všech membrán, se nachází ve vnitřních membránách při asi 25 procentech koncentrace ve vnější membráně. Glykolipidy se nacházejí pouze jako stopové složky vnitřních membrán, zatímco tvoří přibližně 5 procent lipidu vnější membrány.