线粒体内外膜均为线粒体的形态结构，但它们的化学组成和功能是不同的。
外膜位于线粒体最外的一层，含有蛋白，对物质通透性高，化学组成中蛋白质和脂类构成相近。外膜的主要功能是形成膜间腔，帮助建立电化学梯度。
内膜是位于外膜的内侧包裹线粒体基质的一层单位膜，对物质通透性低，不允许离子和大多数带电的小分子通过。内膜含蛋白质高，结构上常向线粒体基质内折褶形成嵴，嵴上有基粒，即ATP合成酶；内膜上还有电子传递链，后者是线粒体进行电子传递和氧化磷酸化的部位。内膜与电子传递和ATP合成有关。
1、分类不同
线粒体内膜的脂质组成与细菌细胞膜的相似，这一现象可利用内共生假说解释。该假说认为线粒体是由被真核细胞胞吞后内化的原核细胞衍变而来的。内膜的磷脂分子的非极性端有四个尾端，与一般的磷脂分子不同。
线粒体外膜是位于线粒体最外围的一层单位膜，厚度约为6-7nm。其中磷脂与蛋白质的质量为0.9:1，与真核细胞细胞膜的同一比例相近。
2、成分不同
线粒体内膜含有比外膜更多的蛋白质，所以承担着更复杂的生化反应。存在于线粒体内膜中的蛋白质主要可分为如下几类，它们分别负责不同的生理过程。
线粒体外膜中酶的含量相对较少，其标志酶为单胺氧化酶。线粒体外膜包含称为“孔蛋白”的整合蛋白，其内部通道宽约2-3nm，这使线粒体外膜对分子量小于5000Da的分子完全通透。
3、作用不同
线粒体内膜不含有孔蛋白，所以通透性较线粒体外膜低。此外，线粒体内膜中的心磷脂与离子的不可渗透性有关。
相对于外膜而言，内膜对于大多数的核苷、糖类以及较小的离子等都是不通透的，这些物质进出线粒体内膜需要利用各自对应的特异性载体。线粒体内膜对大多数离子的低渗透性为其建立质子梯度、驱动ATP合成并行驶其他正常功能提供了保证。
参考资料来源：百度百科-线粒体外膜
参考资料来源：百度百科-线粒体内膜
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