Un glicerofosfolípido está formado por cuatro componentes: una molécula de glicerina o glicerol, que hace de esqueleto de tres carbonos; dos ácidos grasos, unidos a los carbonos 1 y 2 por enlaces éster; una molécula de ácido fosfórico, unida al carbono 3 también por un enlace éster; y un alcohol, generalmente un aminoalcohol como la colina, la etanolamina, la serina o el inositol, esterificado con el otro extremo del fosfato. El conjunto de glicerina, dos ácidos grasos y fosfato se llama ácido fosfatídico, y es la base común de todos ellos.
En medio acuoso se organizan espontáneamente en estructuras ordenadas: micelas, liposomas y, sobre todo, bicapas lipídicas.
La razón es que son moléculas anfipáticas o bipolares. Tienen dos partes de naturaleza opuesta: una cabeza polar, formada por el fosfato y el aminoalcohol, que es hidrófila y busca el contacto con el agua, y dos colas hidrocarbonadas apolares, procedentes de los ácidos grasos, que son hidrófobas y lo rehúyen. Puestas en agua, la única disposición que satisface a la vez a las dos partes es la que enfrenta las colas entre sí, aislándolas del agua, y deja las cabezas hacia fuera, en contacto con ella. Si el lípido tiene una sola cola se forman micelas esféricas; con dos colas, como aquí, la geometría favorece la bicapa. El proceso no requiere energía: es espontáneo, y lo impulsa el llamado efecto hidrofóbico.
Se encuentran en todas las membranas biológicas, de las que son el componente mayoritario y el armazón: la membrana plasmática, la envoltura nuclear, las membranas del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi, las de los lisosomas y las vesículas, las dos membranas de la mitocondria y las del cloroplasto, incluidas las tilacoidales. También forman parte de las vainas de mielina y de las lipoproteínas del plasma.
La diferencia está en el alcohol que hace de esqueleto. En los glicerofosfolípidos ese alcohol es la glicerina, a la que se unen dos ácidos grasos por enlaces éster. En los esfingolípidos el esqueleto es la esfingosina, un aminoalcohol de cadena larga que ya lleva incorporada una cadena hidrocarbonada; a ella se une un único ácido graso, y no por un enlace éster sino por un enlace amida, formando la ceramida. Sobre esa ceramida se añade después el grupo polar: un fosfato con colina en las esfingomielinas, o un glúcido en los glucolípidos, que carecen entonces de fosfato.
Lo que comparten es más que lo que los separa: los dos son lípidos saponificables y complejos, los dos son anfipáticos y los dos son componentes de las membranas biológicas.