Una proteína integral de membrana es aquella que se halla embebida o atravesada en la bicapa lipídica, y por tanto su separación implica la destrucción de la estructura de membrana. Es necesario para ello el uso de detergentes iónicos fuertes como el SDS o no iónicos como Tritón X-100; o disolventes apolares. El concepto de proteína integral es opuesto al de proteína periférica, que se adhiere externamente y de forma débil a la membrana y se puede separar sin alterar la bicapa simplemente aplicando alta concentración de una sal. Las proteínas integrales actúan como filtros selectivos y como mecanismos de transporte activo, son responsables de hacer entrar nutrientes y de expulsar productos celulares y de desecho fuera de la célula.