单层膜是一种生物膜结构，由磷脂分子和水分子组成。

在细胞生物学中，单层膜常指包围细胞器（如内质网、高尔基体、液泡等）和某些细胞产物（如分泌泡、溶酶体等）的薄膜。这种膜具有选择透过性，能够控制物质进出细胞器。单层膜的结构特点是它只有一层磷脂双分子层，但通常还会结合有蛋白质和其他分子，以实现特定的生理功能。