De meest voorkomende membraanlipiden zijn de fosfolipiden . Deze hebben een polaire kopgroep en twee hydrofobe koolwaterstofstaarten. De staarten zijn meestal vetzuren en ze kunnen in lengte verschillen.

Hydrofiele moleculen lossen gemakkelijk op in water omdat ze geladen groepen of ongeladen polaire groepen bevatten, die ofwel gunstige elektrostatische interacties ofwel waterstofbruggen kunnen vormen met watermoleculen
Hydrofobische moleculen zijn onoplosbaar in water omdat alle of de meeste van hun atomen ongeladen en niet-polair zijn. Ze kunnen geen energetisch gunstige interacties vormen met watermoleculen.
In water verspreid, dwingen ze de aangrenzende watermoleculen zich te reorganiseren tot ijsachtige kooien die de hydrofobe moleculen omringen.

Om de bovenstaande reden aggregeren lipidemoleculen spontaan om hun hydrofobe staarten in het inwendige te begraven en hun hydrofobe koppen aan water bloot te stellen.

Fosfolipidemoleculen vormen, als cilindrische moleculen, spontaan een bilayer in waterige omgevingen. In deze energetisch meest gunstige rangschikking zijn de hydrofiele koppen gericht op het water aan elk oppervlak van de bilaag en zijn de hydrofobe staarten afgeschermd van het water in het inwendige.