בנויה מ- 40% פוספוליפידים ו- 60% חלבון. דומה לממברנה של האוקריוטיים, אך מכילה חומצות שומן רוויות או מונו לא רוויות ולא מכילה סטרולים. (בארכיאה השומנים רווים, מסועפים עם קשרים אתרים ולא אסתרים כמו בבקטריה). מקיפה את הפרוטופלסט. אחראית לשמירה על ההרכב הכימי השונה של פנים התא ביחס לסביבה החיצונית.