細胞膜と同様に、いくつかのオルガネラの膜には、オルガネラ間の化学的コミュニケーションを可能にする輸送タンパク質、またはペルメアーゼが含まれています。 例えば、リソソーム膜のペルミアーゼは、リソソーム内で生成されたアミノ酸が細胞質に交差し、そこで新しいタンパク質の合成に使用することができる。 細胞小器官間の通信は、本質的に細胞膜と同じであるエンドサイトーシスおよびエキソサイトーシスの膜出芽プロセスによっても達成される（膜を 一方、異なる細胞小器官で起こる生合成および分解プロセスは、他の細胞小器官または細胞質ゾル（細胞小器官を囲む細胞の流体部分）のものとは大きく異 内部膜は、それらを互いに分離することによって、これらの異なる条件を維持する。 例えば、リソソームの内部空間は、pH7とは対照的にph5のサイトゾルよりもはるかに酸性であり、リソソーム膜内の特定のプロトンポンピング輸送タンパク質によって維持される。オルガネラのもう一つの機能は、競合する酵素反応が互いに干渉するのを防ぐことである。

細胞小器官の他の機能は、競合する酵素反応が互いに干渉 例えば、必要な蛋白質は荒い小胞体でそしてcytosolで不必要な蛋白質はlysosomesでそしてまた、ある程度、cytosolで分解されるが、総合されます。 同様に、脂肪酸はcytosolでなされ、次にATPの統合のためのmitochondriaで破壊されるか、または熱の付随の生成が付いているペルオキシソームで低下します。 これらのプロセスは分離されたままにする必要があります。 細胞小器官の膜はまたそれぞれの膜区切られたコンパートメントのそのようなdegradative活動を隔離することによって細胞の他の地域の敏感な分子を攻撃

真核細胞の内部膜は、構造的および化学的に外側の細胞膜とは異なる。 外膜と同様に、それらはリン脂質二重層で構成されており、その中には特定の膜タンパク質が埋め込まれているか、または結合している（膜の化学組成 外膜を形成する3つの主要な脂質—リン脂質、コレステロール、および糖脂質—は、内部膜にも見られるが、異なる濃度である。 リン脂質は、すべての細胞膜を形成する一次脂質である。 すべての膜の流動性と安定性に寄与するコレステロールは、外膜中の濃度の約25％で内部膜に見出される。 糖脂質は、内膜の微量成分としてのみ見出されるが、外膜脂質の約5％を構成する。