大腸菌などに代表される原核細胞は、一般に細胞内には特定の仕切りがなく， 1～10mmの大きさである。DNAはある種の塩基性タンパク質に結合して折りたたまれ、裸の状態で細胞質(cytoplasm)に存在する。 DNAが存在する領域は核様体(nucleoid)と呼ばれる。細胞膜の外側には糖脂質やプロテオグリカンなどから構成される細胞壁(cell wall)が存在し、また、線毛（ピリ, pilus）で覆われているものもある。細胞によっては，細胞膜は細胞内に折りたたまれて多層構造をなしたメソソーム(mesosome)を形成している｡細いタンパク質の繊維から成る鞭毛(flagellum)が細胞から突き出ており，これを使って細胞は運動する。原核細胞から成る原核生物は単細胞生物である。通常、遺伝子のセットを１組しかもたず、一倍体(haploid)という。DNAは環状構造をしている。原核細胞では染色体DNA以外に、プラスミド(plasmid)のような低分子の核外DNAが存在し、薬剤耐性や性因子の交換などを行う。

もう一方のタイプは真核細胞と呼ばれ、10～100mmの大きさで，細胞内にはミトコンドリア(mitochondrion)，小胞体(endoplasmic reticulum)，ゴルジ装置(Golgi apparatus)，リソソーム(lysosome)，葉緑体(chloroplast)などの様々な小器官がある。DNAは核(nucleus)に存在し、核膜(nuclear envelope)で覆われている。核の中には通常濃く染色される核小体(nucleolus, 仁ともいう)がある。有性生殖を行うものが多く、そのために通常、遺伝子のセットが2組存在する。これを二倍体(diploid)という。真核細胞から成る真核生物には、酵母、原生動物のような単細胞生物から、動物、植物のような多細胞生物まである。

動画をみて細胞の構造を確認しましょう。

ミトコンドリアは球あるいは回転楕円体状の形をとることが多いが，トリパノソーマのキネトプラスチドのように，網目状となっているものもある｡哺乳類の肝臓の細胞には1500個ものミトコンドリアがあるが，赤血球には１つもない。細胞内でエネルギーを必要とする部分には特にミトコンドリアが密集している｡ミトコンドリアは母系遺伝する。ミトコンドリアは独自の核（核様体）をもち，数～数十コピーの環状二本鎖DNAを含んでいる｡ミトコンドリアは形を変えたり，細胞分裂などではミトコンドリアも分裂して数を増すが、細胞周期とは少しずれがあるという｡ミトコンドリアは，進化の過程で真核細胞のもとになった細胞に取り込まれ共生関係になったaプロテオ細菌（光合成能を失った紅色光合成細菌とされている）に起源を発するとされている｡細胞のプログラム死（アポトーシス）にもミトコンドリアが関わっている｡

葉緑体はクロロプラスト(chloroplast)と呼ばれ，高等植物では細胞中に20～40個存在する。その大きさはまちまちであり，形は棒状から球に近いものまである。光合成の場である。クロロプラストには核（核様体）があり，必要なタンパク質の一部を合成（約10％で，残りは細胞核で合成）するためのRNAや多コピーのDNAが存在する（この点はミトコンドリアと似ている）。葉緑体は進化の過程で原真核細胞に取り込まれた光合成シアノバクテリア（藍色細菌）に起源をもつとされている｡チラコイドの膜は特殊な脂質でつくられている。80%はモノおよびジガラクトシルジアシルグリセロール，10%はスルホキノボシルジアシルグリセロールで，リン脂質はわずか10%である。構成脂肪酸は極めて不飽和度が高く，膜は流動性に富む。ミトコンドリアの内膜とクロロプラストの内部境界膜は透過性が低い膜である。