מקיפה את הדופן בחיידקים גרם שליליים. בנויה שתי שכבות פוספוליפידים ובתוכן חלבונים. קשורות אליה שרשרות סוכרים הבולטות מפני השטח של התא החוצה. לתכונות הממברנה השלכות מרובות על התהליכים המתרחשים בפני השטח של החיידקים. משמשת גם כרצפטורים ואתרי היצמדות לוירוסים.