細胞形狀，也稱為細胞形態，已被假設為由細胞骨架的排列和運動形成。 細胞形態學研究的許多進步都來自于對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌等簡單細菌的研究。 已經發現并描述了不同的細胞形狀，但細胞如何以及為什么形成不同的形狀仍然是未知的。 一些已確定的細胞形狀包括桿狀細胞、球菌和螺旋體。 球菌呈圓形，桿菌呈細長桿狀，螺旋體呈螺旋狀。 還確定了許多其他形狀。

所有細胞，無論是原核生物還是真核生物，都有一層包裹細胞的膜，調節進出的物質（選擇性滲透），并維持細胞的電勢。 在膜內部，細胞質占據了細胞的大部分體積。 除了缺乏細胞核和大多數細胞器以容納血紅蛋白xxx空間的紅細胞外，所有細胞都擁有 DNA（基因的遺傳物質）和 RNA（包含構建各種蛋白質（如酶、細胞）所需的信息） s 主要機械。 細胞中還有其他種類的生物分子。 本文列出了這些主要的細胞成分，然后簡要描述了它們的功能。

細胞膜或質膜是一種選擇性滲透的生物膜，它包圍著細胞的細胞質。 在動物中，質膜是細胞的外邊界，而在植物和原核生物中，質膜通常被細胞壁覆蓋。 該膜用于將細胞與周圍環境隔離開并保護細胞，主要由雙層磷脂制成，磷脂是兩親性的（部分疏水和部分親水）。 因此，該層被稱為磷脂雙層，或有時稱為流體鑲嵌膜。 嵌入該膜內的是一種稱為孔隙體的大分子結構，它是細胞中的通用分泌門戶，以及充當通道和泵的各種蛋白質分子，可將不同的分子移入和移出細胞。 膜是半透性的，選擇性透過性的，因為它可以讓物質（分子或離子）自由通過，有限程度地通過或根本不通過。 細胞表面膜還含有受體蛋白，使細胞能夠檢測外部信號分子，如激素。

細胞骨架的作用是組織和維持細胞的形狀； 將細胞器固定到位； 有助于內吞作用，細胞吸收外部物質，以及胞質分裂，細胞分裂后子細胞的分離； 并在生長和移動過程中移動部分細胞。 真核細胞骨架由微管、中間絲和微絲組成。 在神經元的細胞骨架中，中間絲被稱為神經絲。 有大量的蛋白質與之相關，每一種蛋白質都通過引導、捆綁和排列絲狀體來控制細胞的結構。 原核細胞骨架研究較少，但參與維持細胞形狀、極性和胞質分裂。 微絲的亞基蛋白是一種稱為肌動蛋白的小單體蛋白。 微管的亞基是稱為微管蛋白的二聚體分子。 中間絲是雜聚物，其亞基因不同組織中的細胞類型而異。 中間絲的一些亞基蛋白包括波形蛋白、結蛋白、核纖層蛋白（核纖層蛋白 A、B 和 C）、角蛋白（多種酸性和堿性角蛋白）和神經絲蛋白（NF-L、NF-M）。

存在兩種不同的遺傳物質：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。 細胞使用 DNA 進行長期信息存儲。 生物體中包含的生物學信息編碼在其 DNA 序列中。 RNA 用于信息傳輸（例如 mRNA）和酶促功能（例如核糖體 RNA）。 轉移 RNA (tRNA) 分子用于在蛋白質翻譯過程中添加氨基酸。

原核遺傳物質組織在細胞質核區的簡單環狀細菌染色體中。 真核生物的遺傳物質被分成不同的線性分子，稱為離散細胞核內的染色體，通常在一些細胞器中有額外的遺傳物質，如線粒體和葉綠體（參見內共生理論）。

人類細胞的遺傳物質包含在細胞核（核基因組）和線粒體（線粒體基因組）中。 在人類中，核基因組分為 46 個稱為染色體的線性 DNA 分子，包括 22 個同源染色體對和一對性染色體。 線粒體基因組是一種不同于核 DNA 的環狀 DNA 分子。