所有生物都是由一个或多个细胞组成。细胞可以分为两类：一类是含有膜结构细胞器(organelle)的细胞称为真核细胞，另一类是不含膜结构细胞器的细胞称为原核细胞。 原核细胞生物的大部分代谢活动都在细胞质中进行。 真核细胞内，各个细胞器被独立的膜围绕，能执行不同的功能。这样不能在同一区域进行的化学反应，可以在细胞的不同区域进行。 细胞膜(plasma membrane)的组成之一是磷脂双分子层排列。磷脂的两条脂肪酸尾是非极性的，而含有磷酸基团的磷脂分子头部具有极性。具有极性的磷酸基团使细胞膜能与具有极性的水环境相接触，在细胞膜两侧。而脂肪酸尾部是疏水的，该尾部位于细胞膜的中间。这样众多分子排列而形成外层具有水溶性而内层不溶于水的膜屏障，使得水溶性分子被中间疏水层阻挡，不容易通过细胞膜，隔离内环境与外环境。 细胞膜含有的胆固醇能帮助磷脂保持稳定，防止磷脂的脂肪酸尾部互相粘连。 细胞膜还含有被称为转运蛋白的蛋白质，通过其他一些位于细胞表面的蛋白质和碳水化合物帮助识别，选择性地输送各种物质和代谢产物进出细胞内部。还有一些位于细胞膜内表面的蛋白质负责细胞膜与细胞内的支撑连接，以保持细胞的弹性。 真核细胞具有明显的结构，细胞核(nucleus)位于细胞的中心，具有染色质(chromatin)和核仁(nucleolus)。染色体是细胞的遗传物质DNA。细胞分裂时，染色质固缩成染色体。核仁产生核糖体(ribosome)。核糖体属于无膜结构，由RNA和蛋白质组成。合成蛋白质时，核糖体离开细胞核进入细胞质，同时DNA中的遗传指令翻译成RNA也进入细胞质，通过内质网(endoplasmic reticulm)进行化学反应合成蛋白质，然后被转移到高尔基体(golgi complex)内对蛋白质进行修饰，分选，组装并输送。 溶酶体(lysosome)是含有消化酶的细胞器，它能与小泡融合，释放酶来消化其中的食物颗粒、细胞吞噬的病毒或细菌、及多余的或破损的物质。 线粒体(mitochondria)将从糖分子中释放的能量储存于其内膜褶皱产生的分子化学键中，在需要时释放储存的能量。 细胞骨架(cytoskeleton)是由微管和微丝组成网状结构，用以联通和支撑许多细胞器，维持细胞形状。 植物细胞还有由纤维素构成的网状细胞壁(cell wall)来强化结构， 而叶绿体(chlorophlast)则存在于绿色植物和一些原生生物细胞内，用以获取转化光能为化学能而储存在糖分子的化学键中。
