Les protéines périphériques sont des protéines qui sont limitées à la membrane par des interactions électrostatiques et des liaisons hydrogènes avec les têtes de phospholipides hydrophiles. Plusieurs de ces protéines peuvent être limitées aux surfaces des protéines intégrales du côté cytoplasique de la cellule ou du côté extracellulaire de la membrane.
Certaines protéines y sont toujours collées, ce sont ce qu'on appelle des protéines membranaires intégrales.