原核生物の遺伝物質は、細胞質の核様体領域で単純なに組織化されている。真核生物では、遺伝物質は染色体と呼ばれる個別の直鎖分子に分割されて細胞核の中に格納され、通常、ミトコンドリアや葉緑体などいくつかの細胞小器官にも遺伝物質が収められている（細胞内共生説を参照）。
トランスフェクションと呼ばれる工程によって、外来の遺伝物質（一般的にはDNA）を人為的に細胞内に導入することもできる。そのDNAが細胞のゲノムに挿入されていなければ一過性であり、挿入されていれば安定したものとなる。ある種のウイルスは宿主のゲノムに遺伝物質を挿入する。
細胞小器官.
細胞内にはさまざまな細胞小器官がある。単独で存在するもの（核やゴルジ装置など）もあれば、多数（数百から数千）存在するもの（ミトコンドリア、葉緑体、ペルオキシソーム、リソソームなど）もある。細胞質は細胞小器官を取り囲み、細胞内を満たすゲル状の液体である。
細胞膜の外側の構造.
多くの細胞は、細胞膜の外側に全体的あるいは部分的に存在する構造を持っている。これらはまた、細胞膜によって外部環境から保護されていない点からも注目される。こうした構造体を組み立てるには、その構成成分を細胞膜を越えて輸送しなくてはならない。
細胞壁.
原核細胞や真核細胞の多くには細胞壁がある。細胞壁は、細胞膜のさらなる保護層で、細胞を機械的あるいは化学的に環境から保護する。細胞の種類によって、細胞壁は異なる材料で作られる。植物の細胞壁は主にセルロース、真菌類の細胞壁はキチン、細菌の細胞壁はペプチドグリカンでできている。
原核生物.
莢膜.
細菌の中には、細胞膜と細胞壁の外側にゲル状の莢膜（きょうまく、）を持つものがある。莢膜は、肺炎球菌や髄膜炎菌では多糖で、炭疽菌ではポリペプチドで、レンサ球菌ではヒアルロン酸でできている。莢膜は通常の染色プロトコールでは標識されないが、やメチルブルーで検出することができ、細胞間のコントラストを高めて観察することができる。
鞭毛.
線毛.
線毛（せんもう、）は性繊毛（）とも呼ばれ、細菌の表面に見られる短くて細い毛のようなフィラメントである。線毛はピリンというタンパク質（抗原性を示す）で構成され、細菌がヒト細胞上の特定の受容体に付着することができる。また、に関与する繊毛にも特殊な種類がある。
細胞プロセス.
複製.
DNA修復.