a sejtmembránhoz hasonlóan egyes organellák membránjai transzportfehérjéket vagy permeázokat tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik az organellák közötti kémiai kommunikációt. A lizoszomális membrán permeázai például lehetővé teszik a lizoszómában keletkező aminosavak átjutását a citoplazmába, ahol felhasználhatók új fehérjék szintézisére. Az organellák közötti kommunikációt az endocitózis és az exocitózis membrán bimbózó folyamatai is elérik, amelyek lényegében megegyeznek a sejtmembránnal (lásd fent a membránon keresztüli transzportot). Másrészt a különböző organellákban zajló bioszintetikus és lebomló folyamatok olyan körülményeket igényelhetnek, amelyek nagyban különböznek más organellák vagy a citoszol (az organellákat körülvevő sejt folyékony része) körülményeitől. A belső membránok fenntartják ezeket a különböző körülményeket azáltal, hogy elkülönítik őket egymástól. Például a lizoszómák belső tere sokkal savasabb, mint a citoszol—pH 5, szemben a pH 7—vel -, és a lizoszóma membránjában specifikus protonpumpáló transzportfehérjék tartják fenn.

az organellák másik funkciója az, hogy megakadályozzák a Versengő enzimatikus reakciók egymásba való beavatkozását. Például az esszenciális fehérjék a durva endoplazmatikus retikulumban és a citoszolban szintetizálódnak, míg a nem kívánt fehérjék a lizoszómákban és bizonyos mértékig a citoszolban is lebomlanak. Hasonlóképpen, zsírsavak készülnek a citoszolban, majd vagy lebontják a mitokondriumokban az ATP szintéziséhez, vagy lebomlanak a peroxiszómákban egyidejű hőtermeléssel. Ezeket a folyamatokat el kell különíteni. Az organellamembránok azt is megakadályozzák, hogy a potenciálisan halálos melléktermékek vagy enzimek a sejt más régióiban érzékeny molekulákat támadjanak meg azáltal, hogy ilyen lebontó tevékenységeket kötnek le a membránnal határolt rekeszeikben.

az eukarióta sejtek belső membránjai mind szerkezetileg, mind kémiailag különböznek a külső sejtmembrántól. A külső membránhoz hasonlóan foszfolipid kettős rétegből állnak, amelybe specifikus membránfehérjék vannak beágyazva vagy kötve (lásd fent a membrán kémiai összetételét és szerkezetét). A külső membránt alkotó három fő lipid-a foszfolipidek, a koleszterin és a glikolipidek—szintén megtalálhatók a belső membránokban, de eltérő koncentrációban. A foszfolipid az elsődleges lipid, amely az összes sejtmembránt képezi. A koleszterin, amely hozzájárul az összes membrán folyékonyságához és stabilitásához, a belső membránokban található, a külső membrán koncentrációjának körülbelül 25% – ában. A glikolipidek csak a belső membránok nyomelemeiként találhatók meg, míg a külső membrán lipidjének körülbelül 5% – át teszik ki.