細胞是一切生物結構和功能的基本單位。它能夠表現各種生命現象，例如新陳代謝、生長和發育、繁殖、遺傳、變異、應激性和對環境的適應等。
1665年英國科學家胡克用簡單的顯微鏡觀察軟木薄片的結構時，發現它是由許多蜂窩狀小室組成的。胡克最早把這種小室稱為“細胞”。雖然當時他所看到的隻是死亡的植物的細胞壁，但是細胞這一表示生物結構基本單位的名稱，後來得到廣泛使用。
1893年德國生物學家施萊登和施萬分別從大量的植物和動物的觀察中得出結論，創立了著名的細胞學說，明確了從單細胞生物直到高等動植物都是由細胞組成的。
化學組分
所有細胞都是由水、鹽類、核酸、蛋白質、糖、脂質，以及其他各種微量物質如維生素、細胞代謝中間產物等組成的。水、鹽離子和某些維生素或與細胞中的大分子組成複合物，或者遊離存在。不同細胞或不同的生物中，它們含量的差別往往很大。
水分：生活細胞的80％是水。體內82％的氧原子和67％的氫原子組合成水分子。體內每100個分子中有99個是水分子。營養物質和氧都是以水溶液的形式運送到細胞中。細胞一旦失去水分，生命過程就會停止，甚至死亡。由於水的高比熱、高蒸發熱和高溶解熱等重要特性，所以水還具有穩定生物體溫的作用。
鹽類：無機鹽物質在細胞中以離子形式存在，濃度變動範圍很小，主要作用包括兩方麵：①維持滲透壓。溶解的總鹽濃度對水分的進入或移出細胞起調節作用；②特異的作用。不同的鹽離子在細胞中各有其特殊的功能。
生物大分子：核酸、蛋白質、糖和脂質等四種大分子物質約占細胞幹重的90％以上。細胞的生長、繁殖和分化等都要依靠這些分子的特性才得以表現。
基本結構及特征
電子顯微鏡術的應用，揭示了細胞的微細結構和各種細胞器，使人們對細胞的認識從顯微水平發展到亞顯微水平。同時結合X射線衍射法、放射自顯術和同位素示蹤等技術，在分子水平上闡明了細胞的結構與功能的某些關係。
根據結構，通常把細胞分為兩大類：原核細胞和真核細胞。前者包括支原體、細菌和藍藻。後者構成真核生物包括原生動物、單細胞植物，以及由許多形態不同和功能各異的細胞所組成的低等和高等動、植物。
原核細胞：主要結構有細胞膜、細胞質、核糖體，以及由一條裸露的DNA雙鏈所構成的擬核。擬核沒有與細胞質部分相隔開的界膜（核膜），這是與真核細胞的主要區別。
此外，原核細胞中除含有核糖體和間體（原核細胞近核區的細胞膜內褶，有人認為其功能與細胞分裂及呼吸有關）外，沒有真核細胞中的各種細胞器。但是許多細菌表麵有運動器鞭毛或纖毛（見纖毛、鞭毛）。能夠進行光合作用的藍藻和細菌具有內膜結構，膜上附著與光合作用有關的色素組分。
原核細胞的化學成分相當複雜。例如大腸杆菌大小隻有1×2微米左右，卻含有約5000種不同的化學組分。支原體是已知的最小的細胞，大小隻相當於最大的病毒，然而它們的遺傳物質(DNA)也能指導合成500～1000多種蛋白質。
真核細胞：真核細胞的結構要比原核細胞複雜得多。在同一個多細胞有機體內，因為所執行的功能不同，細胞的形態和結構也有明顯差別。所以，所謂真核細胞的“典型圖”，是假定它們具有某些普遍的共同特征為基礎的。
真核細胞由細胞核和它周圍的細胞質，以及包在外麵的質膜所構成。大多數植物細胞在質膜之外還有細胞壁。細胞質內存在許多亞細胞結構（細胞器），它們分別擔負著某些專一性功能。
細胞的整體性：細胞是有高度組織性的整體。細胞的不同結構和組分在功能活動上既有獨立性，同時又通過分子和能量的流動，相互聯係和協調，以保證各種生命現象有序地進行。例如在細胞整個生活周期中都有膜成分的更新和合成，以適應細胞生長、發育等的需要。通過線粒體中的生物氧化作用，不斷地將化學能用於完成細胞內各種類型的工作。而所有這一切活動又往往是以細胞內信息流為基礎的。
膜係統的連續性：真核細胞的高度分室化是進化的特征之一。細胞內的專一性代謝活動，大多是在內膜所分隔的部位，或內膜所包被的亞細胞結構中進行的。粗糙內質網中形成的磷脂，很快就被分配並滲入到整個細胞的膜係統“內質網”中。膜蛋白在核糖體上形成之後，先貯存於粗糙內質網，隨後轉運到高爾基器中加工，並與碳水化合物相結合，再通過分泌泡滲入到質膜。在分子流動的同時，膜結構也在不斷地更新。膜結構的來源是內質網膜，但是核膜與內質網膜結構的補充則是雙向的。