細胞 （英文名：cell）並沒有統一的定義，比較普遍的提法是：細胞是生物體基本的結構和功能單位。已知除病毒之外的所有生物均由細胞所組成，但病毒生命活動也必須在細胞中才能體現。
一般來說，細菌等絕大部分微生物以及原生動物由一個細胞組成，即單細胞生物，高等植物與高等動物則是多細胞生物。細胞可分爲原核細胞、真核細胞兩類，但也有人提出應分爲三類，即把原屬於原核細胞的古核細胞獨立出來作爲與之並列的一類。研究細胞的學科稱爲細胞生物學。
細胞體形極微，在顯微鏡下始能窺見，形狀多種多樣。主要由細胞核與細胞質構成，表面有細胞膜。高等植物細胞膜外有細胞壁，細胞質中常有質體，體內有葉綠體和液泡，還有線粒體。動物細胞無細胞壁，細胞質中常有中心體，而高等植物細胞中則無。細胞有運動、營養和繁殖等機能。
研究歷史
細胞（Cells）是由英國科學家羅伯特·胡克（Robert Hooke，1635～1703）於1665年發現的。當時他用自制的光學顯微鏡觀察軟木塞的薄切片，放大後發現一格一格的小空間，就以英文的cell命名之，而這個英文單字的意義本身就有小房間一格一格的用法，所以並非另創的字彙。而這樣觀察到的細胞早已死亡，僅能看到殘存的植物細胞壁，雖然他並非真的看見一個生命的單位（因爲無生命跡象），後世的科學家仍認爲其功不可沒，一般而言還是將他當作發現細胞的第一人。而事實上真正首先發現活細胞的，還是荷蘭生物學家雷文霍克（列文虎克）。
1809年，法國博物學家（博物學即二十世紀後期所稱的生物學、生命科學等的總稱）拉馬克（Jean-Baptiste de Lamarck，1744—1829）提出：“所有生物體都由細胞所組成，細胞裏面都含有些會流動的‘液體’。”卻沒有具體的觀察證據支持這個說法。
1824年，法國植物學家杜託息（Henri Dutrochet,1776~1847）在論文中提出“細胞確實是生物體的基本構造”又因爲植物細胞比動物細胞多了細胞壁，因此觀察技術還不成熟的時候比動物細胞更容易觀察，也因此這個說法先被植物學者接受。
19世紀中期，德國動物學家施旺（Theodor Schwann,1810~1882）進一步發現動物細胞裏有細胞核，核的周圍有液狀物質，在外圈還有一層膜，卻沒有細胞壁，他認爲細胞的主要部分是細胞核而非外圈的細胞壁。
1830年後，隨着工業生產的發展，顯微鏡製作克服了鏡頭模糊與色差等的缺點，分辨率提高到1微米，顯微鏡也開始逐漸普及。改進後的顯微鏡，細胞及其內含物被觀察得更爲清晰。1839年，德國植物學家施萊登（Matthias Schleiden,1804~1881）從大量植物的觀察中得出結論：所有植物都是由細胞構成的。與此同時，德國動物學家施旺做了大量動物細胞的研究工作。當時由於受胡克的影響，對細胞的觀察側重於細胞壁而不是細胞的內含物，因而對無細胞壁的動物細胞的認識就比植物細胞晚得多。施旺進行了大量研究，第一個描述了動物細胞與植物細胞相似的情況。
在德國施旺和施萊登之後的十年，科學家陸續發現新的證據，證明細胞都是從原來就存在的細胞分裂而來，而至21世紀初期的細胞學說大致上可以簡述爲以下三點：細胞爲一切生物的構造單位、細胞爲一切生物的生理單位、細胞由原已生存的細胞分裂而來。
“細胞”一詞最早出現在日本蘭學家宇田川榕庵1834年的著作《植學啓原》。
中國自然科學家李善蘭1858年在其著作《植物學》中使用“細胞”作爲Cell的中文譯名。有學者認爲李善蘭此時並未接觸過《植學啓原》，因而是獨自發明。
細胞壁
分類在細菌、真菌、植物的生物，其組成的細胞都具有細胞壁（Cell Wall），而原生生物則有一部分的生物體具有此構造，但是動物沒有。
細胞膜
細胞壁的內側緊貼着一層極薄的膜，叫做細胞膜（Cell Membrane）。這層由蛋白質分子和磷脂雙分子層組成的薄膜，水和氧氣等小分子物質能夠自由通過，而某些離子和大分子物質則不能自由通過。因此，它除了起着保護細胞內部的作用以外，還具有控制物質進出細胞的作用：既不讓有用物質任意地滲出細胞，也不讓有害物質輕易地進入細胞。此外，它能進行細胞間的信息交流。
細胞質
細胞膜包着的黏稠透明的物質，叫做細胞質（Cytoplasm）。在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒，這些顆粒多數具有一定的結構和功能，類似生物體的各種器官，因此叫做細胞器。例如，在綠色植物的葉肉細胞中，能看到許多綠色的顆粒，這就是一種細胞器，叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的。在細胞質中，往往還能看到一個或幾個液泡，其中充滿着液體，叫做細胞液。在成熟的植物細胞中，液泡合併爲一箇中央大液泡，其體積佔去整個細胞的大半。細胞質被擠壓爲一層。細胞膜以及液泡膜和兩層膜之間的細胞質稱爲原生質層。
細胞器
細胞中還有一些細胞器，它們具有不同的結構，執行着不同的功能，共同完成細胞的生命活動。這些細胞器的結構需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細胞結構稱爲亞顯微結構。
細胞核
細胞質裏含有一個近似球形的細胞核（Nucleus），是由更加黏稠的物質構成的。細胞核通常位於細胞的中央，成熟的植物細胞的細胞核，往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣。細胞核中有一種物質，易被洋紅、蘇木精、甲基綠、龍膽紫溶液等鹼性染料染成深色，叫做染色質（Chromatin）。生物體用於傳種接代的物質即遺傳物質，就在染色質上。當細胞進行有絲分裂時，染色質在分裂間期螺旋纏繞成染色體。
多數細胞只有一個細胞核，有些細胞含有兩個或多個細胞核，如肌細胞、肝細胞等。細胞核可分爲核膜、染色質、核液和核仁四部分。核膜與內質網相通連，染色質位於核膜與核仁之間。染色質主要由蛋白質和DNA組成。DNA是一種有機物大分子，又叫脫氧核糖核酸，是生物的遺傳物質。在有絲分裂時，染色體複製，DNA也隨之複製爲兩份，平均分配到兩個子細胞中，使得後代細胞染色體數目恆定，從而保證了後代遺傳特性的穩定。還有RNA，RNA是DNA在複製時形成的單鏈，它傳遞信息，控制合成蛋白質，其中有轉移核糖核酸（tRNA）、信使核糖核酸（mRNA）和核糖體核糖核酸（rRNA）。 細胞核的機能是保存遺傳物質，控制生化合成和細胞代謝，決定細胞或機體的性狀表現，把遺傳物質從細胞（或個體）一代一代傳下去。但細胞核不是孤立的起作用，而是和細胞質相互作用、相互依存而表現出細胞統一的生命過程。細胞核控制細胞質；細胞質對細胞的分化、發育和遺傳也有重要的作用。
真核細胞
真核細胞 eukaryotic cell 指含有真核（被核膜包圍的核）的細胞。其染色體數在一個以上，能進行有絲分裂。還能進行原生質流動和變形運動。而光合作用和氧化磷酸化作用則分別由葉綠體和線粒體進行。除細菌和藍藻植物的細胞以外，所有的動物細胞以及植物細胞都屬於真核細胞。由真核細胞構成的生物稱爲真核生物。在真核細胞的核中，DNA與組蛋白等蛋白質共同組成染色體結構，在覈內可看到核仁。在細胞質內膜系統很發達，存在着內質網、高爾基體、線粒體和溶酶體等細胞器，分別行使特異的功能。
真核生物包括我們熟悉的動植物以及微小的原生動物、單細胞海藻、真菌、苔蘚等。真核細胞具有一個或多個由雙膜包裹的細胞核，遺傳物質包含於核中，並以染色體的形式存在。染色體由少量的組蛋白及某些富含精氨酸和賴氨酸的鹼性蛋白質構成。真核生物進行有性繁殖，並進行有絲分裂。
原核細胞
原核細胞（Prokaryotic cell）沒有核膜，遺傳物質集中在一個沒有明確界限的低電子密度區，稱爲擬核（nucleoid）。DNA爲裸露的環狀分子，通常沒有結合蛋白，環的直徑約爲2.5nm，周長約幾十納米。大多數原核生物沒有恆定的內膜系統，核糖體爲70S型，原核細胞構成的生物稱爲原核生物，均爲單細胞生物。
組成原核生物的細胞。這類細胞主要特徵是沒有明顯可見的細胞核，同時也沒有核膜和核仁，只有擬核，進化地位較低。
原核細胞 Procaryotic/Prokaryotic cell 指沒有核膜且不進行有絲分裂、減數分裂、無絲分裂的細胞。這種細胞不發生原生質流動，觀察不到變形蟲樣運動。鞭毛（Flagellum）呈單一的結構。光合作用、氧化磷酸化在細胞膜進行，沒有葉綠體（Chloroplast）、線粒體（Mitochondrion）等細胞器（Organelles）的分化，只有核糖體。由這種細胞構成的生物，稱爲原核生物，它包括所有的細菌和藍藻類。即構成細菌和藍藻等低等生物體的細胞。它沒有真正的細胞核（Nucleus），只有原核或擬核，所含的一個基因帶（或染色體），是環狀雙股單一順序的脫氧核糖核酸分子（Circular DNA），沒有組蛋白（Histone）與之結合無核仁（Nucleolus），缺乏核膜（Nuclear envelope）。外層原生質中有70 S核糖體與中間體，缺乏高爾基體（Golgi）、內質網（E.R.）、線粒體和中心體（Centrosomes）等。轉錄和轉譯（Transcription and translation）同時進行，四周質膜內含有呼吸酶。無有絲分裂（Mitosis）和減數分裂（Meiosis），脫氧核糖核酸（DNA）複製後，細胞隨即分裂爲二。
古核細胞
古核細胞也稱古細菌（Archaebacteria）：是一類很特殊的細菌，多生活在極端的生態環境中。具有原核生物的某些特徵，如無核膜及內膜系統；也有真核生物的特徵，如以甲硫氨酸起始蛋白質的合成、核糖體對氯黴素不敏感、RNA聚合酶和真核細胞的相似、DNA具有內含子並結合組蛋白；此外還具有既不同於原核細胞也不同於真核細胞的特徵，如：細胞膜中的脂類是不可皂化的；細胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質爲主，有的含雜多糖，有的類似於肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。
極端嗜熱菌（Themophiles）：能生長在90℃以上的高溫環境。如斯坦福大學科學家發現的古細菌，最適生長溫度爲100℃，80℃以下即失活，德國的斯梯特（K. Stetter）研究組在意大利海底發現的一族古細菌，能生活在110℃以上高溫中，最適生長溫度爲98℃，降至84℃即停止生長；美國的J. A. Baross發現一些從火山口中分離出的細菌可以生活在250℃的環境中。嗜熱菌的營養範圍很廣，多爲異養菌，其中許多能將硫氧化以取得能量。
極端嗜鹽菌（Extremehalophiles）：生活在高鹽度環境中，鹽度可達25%，如死海和鹽湖中。極端嗜鹽菌的細胞壁由富含酸性氨基酸的糖蛋白組成，這種細胞壁結構的完整由離子鍵維持，高Na+濃度對於其細胞壁蛋白質亞單位之間的結合，保持細胞結構的完整性是必需的。當從高鹽環境轉到低鹽環境後，一方面細胞壁蛋白解聚爲蛋白質單體，使胞壁失去完整；另一方面細胞內外離子濃度平衡打破，細胞吸水膨脹，最終引起胞壁破裂，菌體完全自溶。
極端嗜酸菌（Acidophiles）：能生活在pH值1以下的環境中，往往也是嗜高溫菌，生活在火山地區的酸性熱水中，能氧化硫，硫酸作爲代謝產物排出體外。
極端嗜鹼菌（Alkaliphiles）：多數生活在鹽鹼湖或鹼湖、鹼池中，生活環境pH值可達11.5以上，最適pH值8～10。
