Hücre zarı, hücrenin dış bölümünde bulunan, molekülleri özelliklerine göre hücre içine veya dışına bırakabilen seçici geçirgen bir katmandır. Hücre zarının yapısının incelenmesi, genellikle dolaylı delillere dayanılarak gerçekleştirilmiştir. Yağda çözünen maddelerin hücre zarından kolayca geçebilmesi nedeniyle, Overton hücre zarının ince bir lipit tabakasından oluştuğunu ileri sürmüştür. Yüzey gerilimi, elektriksel ve kimyasal özelliklerini göz önünde bulundurarak, Danielli ve Davson 1935'te hücre zarının simetrik zar modelini önermişlerdir. Bu modele göre, zarın yapısında bir tabaka halinde iki protein tabakası içinde lipit molekülleri bulunmaktadır. Lipit moleküllerinin polar uçları dışa dönüktür ve protein tabakalarıyla örtülüdür. Moleküler yapıyla ilgili olarak, Robertson tarafından önerilen asimetrik zar modelidir.

Asimetrik zar modelinde, orta kısımda iki molekül kalınlığında lipit tabakası, her iki tarafında bir molekül kalınlığında protein tabakası bulunur. İki model birbirine benzemekle birlikte, aralarındaki fark; birinci simetrik modelde ortadaki lipit molekül sırasının veya tabakasının kalınlığı belirli değildir. Başka bir deyişle, iki veya daha fazla lipit molekül sırasının bulunup bulunmadığını gösteren hiçbir kanıt yoktur. Halbuki, asimetrik modelde ortadaki lipit moleküllerinin sayısı yalnızca ikidir. En önemli değişiklik, lipit tabakasının iki yanındaki protein tabakalarının simetrik modele göre simetrik, asimetrik modele göre ise sitoplazma tarafından belirli kimyasal farklar göstermesi, başka bir deyişle asimetrik oluşudur.

Daha sonra ortaya çıkan kuram ise Danielli ve Davson'un modelidir. Danielli ve Davson'a göre, lipit moleküllerinin polar, hidrofilik uçlarının koyu bölgeleri şekillendirdiği, polar olmayan, hidrofobik yağ asidi zincirlerinin açık bölgeleri şekillendirdiği düşünülmektedir. Bu modellerde hücre zarı, fosfolipit elementlerin kimyasal özelliği ile iki tabakalı görülür. Bu üç tabakalı mimari, plazma zarı dışında hücrenin sitoplazmada bulunan tüm zar yapılarında da görülmektedir. Danielli ve Davson modelleri, hücre zarının elektriksel ve pasif geçirgenlik özelliklerini açıklamaktadır. Bununla birlikte, zardaki proteinlerin aktif taşıma işlemlerini nasıl gerçekleştirdiğini tanımlamak bu modelle mümkün değildir. Danielli ve Davson modelinin, hücre zarının işleyişini tam anlamıyla açıklayamamasından dolayı, yeni hücre zarı modelleri geliştirilmiştir. 1972 yılında Singer ve Nicolson tarafından hücre zarının tüm özellikleri ileri sürülmüştür.