يحوي غشاء الكرية الحمراء مجموعتين من البروتينات هما بروتينات غشائية داخلية وبروتينات غشائية محيطية.
البروتينات الغشائية الداخلية
تمثل معظم البروتينات في الطبقة اللبيدية المضاعفة في الغشاء؛ ويوجد عائلتان منها: الغليكوفورين A وبروتين 3 الشريطي.
يلعب الغليكوفورين A دوراً مهماً في ربط ربط شبكة الهيكل الخلوي مع غشاء الخلية. تشكل الأجزاء السكرية من هذه البروتينات أماكن مستضدية تشكل أساس تنميط الدم (الزمر الدموية.) أما البروتين 3 الشريطي فهو عابر للغشاء أكثر غزارة من الغليكوفورين A. يعمل على ربط الهيموغلوبين بالغشاء، وكذلك كموضع تثبيت لبروتينات الهيكل الخلوي. ويمثل قناة مسامية عكسية للكلور والبيكربونات
البروتينات الغشائية المحيطية
تتوضع بلقرب من الوريقة الداخلية للغشاء، تشكّل صفيحة موازية للسطح الداخلي للغشاء وتشمل بروتينات السبكترين ألفا وبيتا.