Najważniejszą funkcją fosfolipidów jest tworzenie dwuwarstwy fosfolipidowej błony komórkowej. W tej dwuwarstwie fosfolipidy są rozmieszczone tak, że ich hydrofobowe głowy są skierowane na zewnątrz, a ich hydrofilowe ogony są skierowane do wewnątrz. Ten układ umożliwia selektywne przepuszczanie błon plazmatycznych do substancji rozpuszczonych, takich jak białka, jony i woda.
Fosfolipidy składają się z dwóch łańcuchów kwasów tłuszczowych i jednego związku glicerolowego. Łańcuchy kwasów tłuszczowych działają jak ogony fosfolipidu, podczas gdy glicerol działa jak głowa. Cząsteczka glicerolu również przyłącza się do grupy fosforanowej. Grupa fosforanowa powoduje, że glicerol staje się hydrofilowy. Zdolność fosfolipidów do hydrofobowości i hydrofilowości powoduje, że związki te są amfipatyczne.
W systemie biologicznym fosfolipidy umożliwiają błonkom komórkowym płynność. Ich unikalna charakterystyka pozwala błonie komórkowej przyjmować różne kształty i rozszerzać się oraz zmniejszać w razie potrzeby.
Fosfolipidy można również stosować jako przekaźniki sygnałów między komórkami. Można je podzielić w celu wytworzenia produktów, które działają jako drugie przekaźniki w systemach komórkowych. Jako drugi przekaźnik fosfolipidy mogą sygnalizować migrację leukocytów do miejsca zakażenia, a także mogą hamować neurony. Fosfolipidy można również znaleźć w roślinach i mogą pomóc w produkcji pewnych hormonów roślinnych.
