细胞膜作为细胞的重要组成部分，对细胞的生存和功能发挥起着至关重要的作用。它是细胞与外界环境分隔的边界，犹如一道坚固的城墙，将细胞内部的物质与外界环境隔离开来，为细胞提供了一个相对稳定的内部环境。这个稳定的环境对于细胞内各种生化反应的正常进行至关重要。例如，细胞内的许多酶促反应都需要特定的酸碱度、离子浓度等条件，细胞膜通过控制物质的进出，维持了细胞内环境的稳定，确保这些反应能够顺利进行。
细胞膜具有选择性地运输物质的能力，这是其重要功能之一。它可以允许某些物质自由通过，而对其他物质则进行严格的控制。这种选择性运输主要通过被动运输和主动运输两种方式实现。被动运输包括简单扩散和协助扩散，简单扩散是指一些小分子物质，如氧气、二氧化碳等，顺着浓度梯度自由穿过细胞膜；协助扩散则需要载体蛋白的帮助，如葡萄糖进入红细胞就是通过协助扩散的方式。主动运输则是细胞消耗能量，逆浓度梯度运输物质的过程，例如钠钾泵可以将细胞内的钠离子泵出细胞，同时将细胞外的钾离子泵入细胞，维持细胞内外的离子浓度差，这对于神经冲动的传导等生理过程具有重要意义。此外，细胞膜还可以通过胞吞和胞吐的方式运输大分子物质，如蛋白质等。胞吞是指细胞膜将外界的大分子物质包裹起来，形成囊泡进入细胞；胞吐则是将细胞内的大分子物质包裹在囊泡中，然后与细胞膜融合，将物质排出细胞。
细胞膜在细胞间的信号传递过程中扮演着关键角色。细胞通过细胞膜上的受体蛋白来识别外界的信号分子，如激素、神经递质等。当信号分子与受体蛋白结合后，会引起受体蛋白的构象变化，进而激活细胞内的一系列信号传导通路，最终导致细胞产生相应的生理反应。例如，胰岛素与细胞膜上的胰岛素受体结合后，会激活细胞内的信号传导通路，促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，从而降低血糖水平。此外，细胞膜上的信号传递还可以通过细胞间的直接接触来实现，如免疫细胞之间的相互作用。在这种情况下，细胞膜上的蛋白质可以作为信号分子，直接与相邻细胞的受体蛋白结合，传递信息。信号传递功能使得细胞能够对外界环境的变化做出及时的响应，协调细胞的生理活动，维持生物体的正常生理功能。
细胞膜具有细胞识别的能力，这对于生物体的免疫防御、组织器官的发育等过程都具有重要意义。细胞识别主要是通过细胞膜上的糖蛋白和糖脂来实现的。糖蛋白和糖脂上的糖链具有特异性的结构，就像细胞的“身份证”一样，可以被其他细胞识别。例如，在免疫反应中，免疫细胞可以通过识别病原体表面的糖蛋白来区分“自己”和“非己”，从而启动免疫防御机制，攻击病原体。此外，细胞识别还在胚胎发育过程中起着重要作用。在胚胎发育的早期，细胞之间的识别和黏附对于组织和器官的形成至关重要。不同类型的细胞通过细胞膜上的识别分子相互识别和黏附，形成特定的组织和器官结构。
细胞膜对于维持细胞的形态和稳定性也起着重要作用。它具有一定的弹性和韧性，可以承受细胞内部的压力和外界的机械刺激。细胞膜与细胞内的细胞骨架相互作用，共同维持细胞的形态。细胞骨架是由微丝、微管和中间纤维等组成的网络结构，它与细胞膜上的蛋白质相互连接，为细胞提供了支撑和固定的作用。例如，红细胞的双凹圆盘状形态就是由细胞膜和细胞骨架共同维持的。此外，细胞膜还可以通过调节细胞内的渗透压来维持细胞的稳定性。当细胞外的渗透压发生变化时，细胞膜可以通过控制水分的进出，使细胞内的渗透压与外界保持平衡，防止细胞因过度吸水或失水而破裂或皱缩。