1959年J.D.Robertson所提出。主要是根据电子显微镜的观察，发现细胞膜是类似铁轨结构（“railroadtrack”），两条暗线被一条明亮的带隔开，显示暗---明---暗的三层，总厚度为7.5nm，中间层为3.5nm，内外两层各为2nm。并推测：暗层是蛋白质，透明层是脂，并建议将这种结构称为单位膜。
单位膜也有一些不足∶首先该模型把膜看成是静止的，无法说明膜如何适应细胞生命活动的变化；其二，不同的膜其厚度不都是7.5nm，一般在5～10nm之间；其三，如果蛋白质是伸展的，则不能解释酶的活性同构型的关系。还有，该模型也不能解释为什么有的膜蛋白很容易被分离，有些则很难。