由于细胞膜的结构在光学显微镜下是看不到的，所以关于细胞膜的研究首先是从其生理功能的角度来进行的。1895年，美国科学家E. Ovrton曾用500多种化合物对植物细胞的透性进行过上万次的研究实验，得出的结论是:活的原生质体的特殊透性是由于选择的可溶性机理，疏水的化合物进人细胞比亲水的化合物快，即凡是溶于脂肪的物质，也易于穿过膜;反之，则不易穿过膜。说明在细胞的表层有脂质层，这对膜结构的揭秘是有极大贡献的。
1897年，Crijins和Hedin用红细胞做实验，同样也证明了分子的透性与其在脂类中的溶解度有关。1925年，荷兰科学家Gortert和Grendel通过对血影的研究,即用有机溶剂抽提细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢后测得的总面积是红细胞膜总面积的2倍。据此，他推断细胞膜中的脂类分子排列为两层。
1930年前后，显微技术发展了，科学家用探针触及植物原生质体，发现细胞膜不同于细胞质，是有弹性，可以伸展的结构。这充分证明了细胞膜的保护性。1935年，在此基础上，Danielli 和Davson提出了第一个关于细胞膜的分子结构模型。他们提出:细胞膜是由双层脂分子及蛋白质所构成。脂分子平行排列且垂直于膜平面，双层脂分子的非极度性端向内相对应，形成疏水区域;而极度性头部则分别朝向膜的内外表面。磷脂双分子层的内外表面两侧各附有一层蛋白质。这样就形成了蛋白质-脂双层一蛋白质的结构。随着电子显微镜的发展，对细胞膜结构的研究也越来越深人。
19世纪50年代后期，得到了膜的“暗一亮一暗”三层结构图像。Robertson 提出了单位膜模型，指出了磷脂双分子层是构成细胞膜的基本骨架，而蛋白质分布在磷脂双分子层的内外表层。由于这一-模型把膜的动态结构描述为静止的状态，因而无法解释膜的生理功能。
1970年，科学家Frye和Edidin在人一鼠细胞融合实验中发现，融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。将细胞放在37℃培养40分钟后，两种颜色均匀地分布于融合后的细胞膜表面。这充分说明了膜不应是静止的，而应是运动的。1972年，科学家提出了细胞膜的“流动镶嵌模型"。强调了膜的流动性及蛋白质分子在脂类分子中镶嵌的不对称性，因而使膜的生理功能得到了合理的解释。这一学说也得到了广泛的认可。
从膜研究的历程中可以看到，科学研究的脚步始终没有停歇，随着研究手段的日新月异，人们对细胞膜的认识将更加深入。
显微镜的发明
16世纪末，一位荷兰眼镜商詹森( Zaccharias Janssen)和他的儿子把几块镜片放进了一个圆筒，结果发现通过圆筒看到附近的物体出奇的大，这恐怕就是现在的显微镜和望远镜的前身了。不过它的结构简单，放大倍数也不高，可以观察-一些小昆虫，如跳蚤等，因而有人称它为“跳蚤镜"。这种显微镜是用光线照明的，属于光学显微镜。
半个多世纪后，1665 年英国物理学家罗伯特·虎克(Robert Hooke， 1635-1703)研制出能够放大140倍的光学显微镜，并用它来观察软木薄片，发现了很多“小室”，他给这种结构命名为“细胞"。尽管放大的倍数也很低，但在当时可以说是世界上最好的一架复式显微镜了。
荷兰人安东尼·冯·列文虎克(1632-1723)制造的显微镜可以说真的让人们大开眼界了。他自幼学习磨制眼镜片的技术，热衷于制造显微镜。他制造的显微镜其实就是-片凸透镜，而不是复合式显微镜。不过，由于他的技艺精湛，磨制的单片显微镜的放大倍数将近300倍，超过了以往任何一种显微镜。他用这种镜片观看自己的牙垢，发现了许多奇形怪状的“小人国”的居民。他惊讶地写道:“在一个人口腔的牙垢里生活的‘ 小人国’的居民一小生物，比整个荷兰王国的居民还多!”有人对他十分羡慕，追问着他成功的“秘诀"。列文虎克什么话也没说，仅向问话者伸出他的双手一双因 长期磨制镜片而满是老茧和裂纹的手。
自罗伯特·虎克发现细胞后,将近两个世纪的时间，人们对动植物细胞进行长期的研究和积累，终于在19世纪中下叶由德国植物学家施莱登和动物学家施旺创立了细胞学说。细胞学说的创立是细胞学发展史上重要的里程碑。恩格斯对细胞学说给予了很高的评价。
电子显微镜简介
电子显微镜是德国的科学家鲁斯卡和克诺尔在1931年发明的。经过几十年的发展，到今天已经是科学家们研究工作中最常用的工具之一 了。电子显微镜分为镜筒、真空系统和光源三部分。在镜筒的底部是-一个电子枪，它可以发射出高速运动的电子，电子向上运动经过一个电子透镜汇聚后成为一 束直线，继续向上运动碰到样品架，我们要观察的样品就放在样品架上。电子会穿过样品，同时会把样品的样子发散开来，向上运动到一个荧光屏上，把样品成像在荧光屏上。荧光屏的另一侧有个照相机，它把荧光屏上的成像记录下来，拍成照片供科学家观察。
由于电子运动中不能受到其他物质的干扰，所以需要真空系统把镜筒内的空气抽去，才能保证观察结果的准确可靠。同时,需要电源提供显微镜各部分工作需要的动力。电子显微镜是一个大家族。它的成员有投射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜。电子显微镜具有高分辨率的特点。人的肉眼分辨能力是0.1毫米，光学显微镜的分辨能力是1微米，而电子显微镜的分辨能力可以达到0.3纳米。简单地说，电子显微镜可以把物体放大300万倍，而光学显微镜最多可以放大2000倍。尽管电子显微镜具有这样的高超本领，可它也有一定的缺点。由于它必须在真空条件下工作，而活的生物体必须在有空气的环境中生存，所以电子显微镜不能用来观察活的生物体，也就无法研究一些生活中的生命现象。
直到1982年，IBM 的宾尼博士和苏雷博士一起研制了扫描隧道显微镜。它能观察到单个原子表面的现象，大大地提高了我们能观察到的物体的范围。这种显微镜是目前世界上最先进的显微镜了显微镜使人类的观察领域深入到微观世界。人类的探索能力是无限的，相信未来，会有更先进、具有更高分辨本领的显微镜问世。