1. E. Overton 1895發現凡是溶于脂肪的物質很容易透過植物的細胞膜，而不溶于脂肪的物質不易透過細胞膜，因此推測細胞膜由連續的脂類物質組成。
2. E. Gorter & F. Grendel 1925用有機溶劑提取了人類紅細胞質膜的脂類成分，將其鋪展在水面，測出膜脂展開的面積二倍于細胞表面積，因而推測細胞膜由雙層脂分子組成。
3. J. Danielli & H. Davson 1935發現質膜的表面張力比油－水界面的張力低得多，推測膜中含有蛋白質，從而提出了”蛋白質-脂類-蛋白質”的三明治模型。認為質膜由雙層脂類分子及其內外表面附著的蛋白質構成的。1959年在上述基礎上提出了修正模型，認為膜上還具有貫穿脂雙層的蛋白質通道，供親水物質通過。
4.J. D. Robertson 1959用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結構，厚約7.5nm。這就是所謂的“單位膜”模型。它由厚約3.5nm的雙層脂分子和內外表面各厚約2nm的蛋白質構成。單位膜模型的不足之處在于把膜的動態結構描寫成靜止的不變的。
5. S. J. Singer & G. Nicolson 1972
根據免疫熒光技術、冰凍蝕刻技術的研究結果，在”單位膜”模型的基礎上提出”流動鑲嵌模型”。強調膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性。 [3]
6. Wallach 1975 提出“晶格鑲嵌模型”。認為，膜蛋白對脂類分子的運動有限制作用，鑲嵌蛋白和其周圍的脂類分子形成膜中晶態部分，而具有流動性的脂類呈小片的點狀分布。因此，脂類的流動性是局部的，并非整個脂類雙分子都在進行流動，這就比較合理地解釋了生物膜既具有流動性又可以保持相對完整性和穩定性的原因。
7.Jain &White 1977 提出“板塊鑲嵌模型”。認為在流動的脂雙分子層中存在許多大小不同、剛性較大的能獨立移動的脂類板塊，這些有序結構板塊間存在流動的脂類 ，二者處于連貫的動態平衡。
8. 1988年，提出“脂筏模型”。即脂雙分子層并不是一個完全均勻的二維流體，內部存在富含膽固醇、鞘脂和特定種類膜蛋白的微區，這一區域較厚且較少流動，被稱為“脂筏”；其如同一個蛋白質停泊的平臺，與膜的信號轉導、蛋白質分選均有密切的關系。