单位膜结构是(unit membrane)膜结构的一种假设模型，是根据电镜观察的结果提出来的。它是包围在整个细胞最外层的薄膜，又称质膜。在电子显微镜下观察，细胞膜可分为三层结构，即内、外两层的亲水极与中间层的疏水极。一般把这3层结构称之为"单位膜"。厚度一般为5nm-10nm，主要由蛋白质与脂类构成。緻密层相当于蛋白质成份，中间的一层由2层磷脂分子构成。
用电子显微镜观察细胞周围的细胞膜的切面，能分辨出浓、淡、浓三层结构，各层的厚度约为2-3纳米。J.D.Robertson(1958)认为这种三层结构是构成一层膜的单位，并把这种膜称之为单位膜结构。其实不单是细胞膜如此，细胞内所能见到的各种膜也都是单位膜结构。内质网或高尔基体的切面能看到有很多层膜重叠，但每一个膜都是具有三层的单位膜结构。