Doppelmembran bezeichnet in der Zellbiologie und Histologie das mikroskopische Erscheinungsbild zweier unmittelbar nebeneinanderliegender Biomembranen. Gelegentlich wird in der Literatur auch das elektronenmikroskopische Bild der Lipiddoppelschichten, der strukturellen Grundlage von Biomembranen, ebenfalls als Doppelmembran bezeichnet. Auch in der Membrantechnik findet der Begriff Verwendung.