1．磷脂

细菌外膜所含的磷脂成分与真核细胞膜的成分极为相似，有一点有意义的区别在于细菌(如大肠杆菌等)外膜含有多量的磷脂酰乙醇胺。其他的成分有磷脂酰甘油及心磷脂等。

磷脂是组成外膜内叶的主要分子，而外膜的外叶则是由内毒素及磷脂分子共同组成的，亦即由磷脂一磷脂所形成的双层膜结构仅局限于外膜的局部区域。由于细菌内毒素与磷脂分子在结构上具有高度的相似性，故而这种由磷脂—磷脂，磷脂—内毒素所组成的外膜结构并不影响外膜的稳定性。

2.内毒素

内毒素系革兰氏阴性菌及某些阴性菌样微生物外膜中的一种结构成分，在文献中更常用的术语为脂多糖(LPS)，对于细菌外膜的结构与功能起着十分重要的作用。内毒素由寡糖支链和类脂A组成，前者为核心多糖，后者为内毒素分子的主要毒性成分及生物学活性中心。类脂A可与机细胞生物膜上的磷脂相互作用，产生多种生物活性。内毒素具有多种生物学效应，能使宿主机体发热、白细胞增多、直至休克死亡。

3.多糖成分

肠杅菌科在外膜中含有一种特征性的多糖成分称为肠道共同抗原(enterobacterial common antigen，ECA)。这是一种酸性多糖。含有N-乙酰-D-氨基葡萄糖，N-乙酰-D-甘露糖酸及4-乙酰氨基-4，6-脱氧-D-半乳糖。--般的ECA结合于外膜的磷脂分子上，而在所谓的ECA-免疫原性菌株ECA 则结合于内毒素的核心部位。

4．蛋白质

细菌外膜分子组成中的一半为蛋白质，外膜中所含的蛋白质种类较多，但仅存在几种称为主要蛋白(major proteins)的分子成为外膜蛋白的主要成分，这类蛋白质包括透道蛋白( porins)和外膜A蛋白(outer membrane protein A，Omp A)，这两类蛋白质的分子量均为35000d左右。此外，外膜中还含有胞壁脂蛋白，但其分子量要小得多(7200d)。如果细菌培养环境改变，则主要蛋自的组成可发生变化。