髄膜炎
髄膜は3層の膜によって構成されており、脳脊髄液と共に脳および脊髄(中枢神経系)を包み保護している。軟膜は非常に繊細な不浸透性の膜であり、細かい輪郭に沿って脳表面に密着している。クモ膜(蜘蛛の巣のような見た目に由来している)は軟膜の外側をゆるやかに覆う嚢である。クモ膜と軟膜の間にはクモ膜下腔があり、脳脊髄液で満たされている。一番外側にある硬膜は厚い丈夫な膜で、クモ膜および頭蓋骨に接している。
膜間腔
外膜にはポリンと呼ばれるチャンネルタンパク質が存在しているため、イオンや低分子化合物は細胞質と膜間腔とを自由に移動でき、したがってそれらの組成は細胞質と似通っている。しかし分子量の大きなタンパク質などは、通常は自由に移動することができず、細胞質とは異なる独特の空間となっている。なおミトコンドリアや葉緑体の内部へ行くべきタンパク質は、外膜および内膜に存在するトランスロカーゼの作用によって膜間腔を通過する。