片层是细胞生物学中描述生物膜系统结构的基础单元，典型形态由多层扁平囊状膜结构平行排列构成。1935年James Danielli与Hugh Davson提出的片层结构模型最早从分子层面阐释了膜的三层式构造，该理论将脂双层作为骨架，两侧包被非折叠伸展肽链的蛋白质层。实际生物学结构中，光合片层作为叶绿体基粒的核心组成部分，由5-30层类囊体膜平行堆叠形成，其膜上分布的光合色素承担能量转化功能。内膜系统中的内质网、高尔基体等细胞器均通过片层状膜结构实现功能区室化。

1935年提出的片层结构模型（Lamella structure model）首次建立膜结构的分子解释框架。该模型描述脂质分子以疏水尾部相对形成脂双层骨架，内外表面分别被非折叠的伸展肽链状蛋白质层覆盖，整体呈现蛋白质-脂类-蛋白质的三明治式构造。1954年修订版增加了二维极性孔结构，以解释膜对水分子和极性物质的选择通透性。

片层在细胞中主要表现为两类形态：1. 由多层扁平膜结构平行排列构成的膜性片层（如内质网、高尔基体等细胞器结构）

生物化学分析显示典型片层结构中脂质占比40%-50%，磷脂分子形成连续脂双层基质；整合蛋白以α螺旋或β折叠构象嵌入脂双层，外周蛋白通过静电作用附着于膜表面。

在光合作用器官中，叶绿体片层膜承载着光反应的关键组件：

内膜系统的片层结构通过空间分隔实现功能特化，例如粗面内质网片层上的核糖体集群负责分泌蛋白合成，滑面内质网片层则集中分布脂质合成酶系。

按生物学特性可分为三类：

1972年流动镶嵌模型修正了片层模型中的静态结构认知，证实膜蛋白具有侧向流动性。冷冻蚀刻技术揭示片层中存在直径8-12nm的膜内颗粒，这些跨膜蛋白集群构成物质转运通道。2010年代单分子成像技术证实，类囊体片层中光系统Ⅱ复合体的分布密度可达1200个/μm2。