Nghiên cứu về tế bào được thực hiện ở cấp độ phân tử; tuy nhiên, hầu hết các quá trình trong tế bào được tạo thành từ hỗn hợp các phân tử hữu cơ nhỏ, các ion vô cơ, kích thích tố và nước. Khoảng 75-85% thể tích của tế bào là do nước làm cho nó trở thành một dung môi không thể thiếu do kết quả của sự phân cực và cấu trúc của nó. Những phân tử trong tế bào, hoạt động như chất nền, cung cấp môi trường phù hợp cho tế bào thực hiện các phản ứng trao đổi chất và tín hiệu. Hình dạng tế bào khác nhau giữa các loại sinh vật khác nhau, và do đó được phân loại thành hai loại: sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ. Trong trường hợp các tế bào nhân chuẩn - được tạo thành từ các tế bào động vật, thực vật, nấm và động vật nguyên sinh - hình dạng nói chung là hình tròn và hình cầu hoặc hình bầu dục trong khi đối với các tế bào prokaryote - bao gồm các vi khuẩn và vi khuẩn cổ - hình dạng là : hình cầu ( cocci ), hình que ( trực khuẩn ), cong ( Vibrio ) và xoắn ốc ( xoắn khuẩn ).

Sinh học tế bào tập trung nhiều hơn vào nghiên cứu các tế bào nhân chuẩn và các con đường truyền tín hiệu của chúng, thay vì các sinh vật nhân sơ được bao phủ dưới vi sinh vật. Thành phần chính của thành phần phân tử chung của tế bào bao gồm: protein và lipit tự do chảy hoặc liên kết màng, cùng với các khoang bên trong khác nhau được gọi là bào quan[6]. Môi trường này của tế bào được tạo thành từ ưa nước và kỵ nước khu vực đó cho phép việc trao đổi của các phân tử và ion nêu trên. Các vùng ưa nước của tế bào chủ yếu ở bên trong và bên ngoài tế bào, trong khi các vùng kỵ nước nằm trong lớp kép phospholipid của màng tế bào. Màng tế bào bao gồm lipit và protein chiếm tỷ lệ kỵ nước do các chất không phân cực. Do đó, để các phân tử này tham gia vào các phản ứng, bên trong tế bào, chúng cần có khả năng xuyên qua lớp màng này để đi vào tế bào. Họ hoàn thành quá trình đạt được quyền truy cập vào tế bào thông qua: áp suất thẩm thấu , khuếch tán , gradient nồng độ và kênh màng. Bên trong tế bào là các khoang giới hạn màng tế bào phụ bên trong được gọi là các bào quan.

• Lục lạp: Bào quan quan trọng cho quá trình quang hợp (chỉ có ở tế bào thực vật)
• Thành tế bào: một lớp thêm để bảo vệ (chỉ có ở tế bào thực vật)
• Màng tế bào: bộ phận của tế bào để ngăn cách tế bào với môi trường bên ngoài và bảo vệ tế bào
• Lông rung: cấu trúc hình ống di động của động vật nhân chuẩn.
• tế bào chất: không gian chứa chủ yếu chất lỏng trong tế bào
• khung tế bào: chỉ nhị protein trong tế bào
• Lưới nội chất: vị trí chủ yếu của màng tổng hợp protein