“三明治”結構模型是指細胞膜由雙層脂質分子所構成，脂質分子的親水區（頭側）並行排列，球形蛋白質通過靜電作用與脂質分子的極性基團相結合，並覆蓋在內外兩側，形成蛋白質-脂質分子一蛋白質三夾板式結構，形同三明治。細胞膜的“三明治”學說曾主導學界長達25年之久。
Harvey和Danieli採用生物物理學方法測定細胞表面張力。他們首先製備了以脂質分子為成分的人工細胞膜，稱為脂質體（liposome)。在比較脂質體與天然細胞膜張力時發現，脂質體張力總是高於天然細胞膜，提示天然細胞膜不僅含有脂質分子，還可能含有其他成分。此時，如向脂質體中加入一定量的蛋白質，脂質體的表面張力與天然細胞膜幾乎相等。這一實驗說明，細胞膜不僅由脂質分子組成，也可能包含蛋白質。後來Danielli和Davson合作，通過實驗再次證明細胞膜中確含有蛋白質。
