Hücre zarı, hücrenin dış kısmında bulunan, molekülleri özelliklerine göre hücre içine alan veya dışarı bırakan seçici geçirgen katmana denir.

Hücre zarının yapısı hakkındaki kuramlar dolaylı yollara dayanır. Yağda eriyen maddeler hücre zarından kolayca geçebildiğinden dolayı, hücre zarının ince bir lipit tabakadan oluştuğu öne sürülmüştür. Gorter ve Grendel, 1925 yılında hücre zarının iki lipit tabaka kalınlığında olduğunu ileri sürmüşlerdir. Geçirgenlik, yüzey gerilimi, elektrik ve kimyasal özellikleri göz önünde bulundurarak, Danielli ve Davson 1935'te hücre zarının simetrik zar modelini teklif etmişlerdir. Simetrik zar modeline göre, zarın yapısında tek tabakalı iki protein yaprağı arasında lipit molekülleri bulunur. Lipit moleküllerinin polar uç kısımları dışa doğrudur ve protein tabakalarıyla örtülüdür.

İkinci model ise Robertson tarafından teklif edilen asimetrik zar modelidir. Asimetrik zar modelinde, iki molekül kalınlığında lipit tabakası, iki tarafında da tek molekül kalınlığında protein tabakası bulunmaktadır. İki model birbirine benzemektedir; ancak, asimetrik modelde ortada bulunan lipit molekül sırasının sayısı bellidir ve iki sıradır.

Daha sonraları ortaya çıkan teori ise Danielli-Davson modelidir. Bu modele göre, polar kısmının bulunduğu bölge koyu, polar olmayan kısmı ise açık renktedir. Bu modelde hücre zarının fosfolipit elementlerin kimyasal özelliğinden dolayı iki tabakalı olduğu belirtilmiştir. Bu iki tabakalı yapı, plazma zarı dışında hücrenin sitoplazmada bulunan tüm zarlı yapılarında da görülebilmektedir. Bu modelde hücre zarının elektriksel ve pasif geçirgenlik yapıları açıklanabilmektedir. Ancak, zar üzerindeki protein elemanlarının aktif taşınmasını açıklamak oldukça zordur.

1972 yılında Singer ve Nicolson tarafından hücre zarının tüm özelliklerini açıklayan bir model ileri sürülmüştür. Mozaik zar modeli veya akışkan zar modeli, fosfolipit tabakalarının hidrofilik başlarının hücre zarının yüzeyine doğru, hidrofobik kuyruklarının ise içe doğru sıralandığı bir yapıdır. Bu modelde proteinler zarın hem iç hem dış yüzeyinde mozaik biçimde yayılırlar ve sürekli bir tabaka oluşturmazlar. Hücre zarında bulunan zar proteinleri bu modelde yağ tabakasının her iki yüzünde olan ekstrinsik proteinler ve yağın içine gömülmüş olan intrinsik proteinler olarak kabul edilmiştir. Bir lipit denizinde yüzen, protein ve glikoproteinlerden oluşmuş almaç adı verilen özel bölgelerle açılan bir model olarak mozaik zar modeli, günümüzde geçerliliğini hala korumaktadır.

Hücre zarının işlevleri arasında şunlar bulunur:

Hücre zarının yapısı ve işlevleri üzerine yapılan çalışmalar, biyoloji ve tıp alanında önemli ilerlemelere yol açmıştır. Hücre zarının anlaşılması, hücre biyolojisi ve biyokimya alanlarında daha derin bilgi edinmemizi sağlamıştır. Mozaik zar modeli günümüzde hala geçerliliğini korumakta ve hücre zarının dinamik yapısını açıklamada kullanılmaktadır.