内膜系统（英语：endomembrane system）是由存在于真核生物细胞内的各种生物膜组成的膜系统。这些生物膜将细胞质与分布于其中的细胞器细分为不同的区域，使各种反应能在独立的部位顺利进行。内膜系统的组成包括核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、胞内体、细胞膜等。内膜系统不包括叶绿体或线粒体的膜，但可能是从后者进化而来的。一般认为原核生物不存在内膜系统，但在光合细菌中，质膜高度折叠，形成类似内膜系统的结构。

细胞内膜系统极大的扩大了细胞内膜的表面积，为多种酶提供附着位点，有利于代谢反应的进行；细胞内膜系统将细胞质区域化与功能化，使相互区别的代谢反应能够同时进行，以满足细胞不同部位的需求。

内膜系统具有动态性质。虽然内膜系统中各细胞器是一个个封闭的区室，并各具一套独特的酶系，有着各自的功能，在分布上有各自的空间。实际上，内膜系统中的结构式不断变化的，此为内膜系统的最大特点，动态性质。

动态网络主要是由细胞中3种不同的生化活动及3种不同的代谢途径造成的。1、生化合成途径。2、分泌途径。3、内吞途径

内膜系统的研究方法：放射自显影术，减速离心分离与功能分析、用突变体研究内膜系统的运输作用。