膜蛋白質組和分泌蛋白組被認為是很大和很重要的蛋白質類別之一。膜蛋白被定義為與細胞膜或細胞內細胞器相關或附著的蛋白質。它們分為外周蛋白和整合蛋白。外周膜蛋白暫時與脂質雙層相關，但不全跨越膜。與脂質雙層的附著是通過外圍區域的穿孔或通過與整合膜蛋白偶聯來實現的（參見圖3，B和C）。這些整合蛋白被嵌入，跨越整個脂質雙層，并包含駐留在膜內的疏水性α螺旋或β桶結構。根據它們的細胞功能，它們可以進一步細分為受體或通道等組。

與親水性的胞外和胞內結構域一起，大多數膜蛋白表現出兩親性特征。兩親性特征還產生一種特征，通過該特征通常可以識別整合膜蛋白。這是因為它們的一的結構在其線性序列中含有 19-23 個疏水氨基酸，需要跨越膜的疏水內部。具有指向桶外側的疏水殘基的 β-桶也可以作為膜蛋白的良好指示劑（Yeagle，2016，細胞膜）。