Клетка — основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Может существовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы) или в составе тканей многоклеточных животных, растений, грибов. Лишь вирусы представляют собой неклеточные формы жизни. Содержимое клетки — протоплазма. В каждой клетке имеется генетический аппарат, который в клетке высших организмов (эукариот) заключен в ядре, отделенном мембранами от цитоплазмы, и в клетке прокариот, лишенных оформленного ядра, в нуклеоиде. Клетки не половые делятся путем митоза. Многообразные функции клетки выполняются специализированными внутриклеточными структурами — органоидами. Универсальные органоиды эукариотных клеток в ядре — хромосомы, в цитоплазме — рибосомы, митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, мезосомы, клеточная мембрана. Во многих клетках присутствуют также мембранные структуры, способствующие поддержанию формы клетки, — микротрубочки, микрофибриллы и различные включения.
Важнейшие химические компоненты клетки — белки, ферменты — содержатся как в клетке, так и в жидких средах организма, но синтезируются они только в клетке. Характерная особенность клетки — пространственная организация химических процессов. Например, процесс клеточного дыхания у эукариот происходит на мембранных митохондриях, синтез белка на рибосомах. Концентрирование ферментов, упорядоченное их расположение в структурах ускоряет реакции, организует их сопряжение (принцип конвейера), разделяет разнородные процессы. Микрогетерогенность, присущая строению клетки, позволяет синтезировать различные вещества из одних и тех же предшественников в одно время в миниатюрном объеме. Принцип компактности присущ всему метаболизму клетки (обмен веществ). Внутри клетки непрерывно поддерживается определенная концентрация ионов, отличная от их концентрации в окружающей клетку среде. Образуя выпячивания клеточной мембраны, которые затем замыкаются и отделяются внутрь клетки в виде пузырьков, клетки способны захватывать из среды капельки с крупными молекулами (питоцитоз) или вирусы и небольшие клетки (фагоцитоз).
Клетки растений поверх клеточной мембраны, как правило, покрыты твердой клеточной оболочкой. Оболочки имеют поры, через которые с помощью выростов цитоплазмы соседние клетки связаны друг с другом. У клеток, прекративших свой рост, оболочки часто пропитываются лигнином, кремнеземом, становятся более прочными, что определяет механические свойства растения. Клетки некоторых растительных тканей отличаются особенно прочными стенками, сохраняющими свои скелетные функции и после гибели клетки. Дифференцированные растительные клетки имеют несколько или одну центральную вакуоль, занимающую обычно большую часть объема клетки и содержащую раствор различных солей, углеводов, органических кислот, белков, запас воды. В цитоплазме растительной „ клетки имеются специальные органоиды — пластиды. Все клетки эукариот имеют сходный набор органоидов, сходно регулируют метаболизм, запасают и расходуют энергию, сходно с прокариотами используют генетический код для синтеза белков. У эукариотных и прокариотных клеток принципиально сходно функционирует и клеточная мембрана. Общие признаки клетки свидетельствуют о единстве их происхождения. Однако разные клетки организма сильно различаются по размерам и форме, числу тех или иных органоидов, набору ферментов, что обусловлено, с одной стороны, кооперированием клетки в многоклеточном организме, с другой — выполнением разных функций организма различно специализированными клетками. Различия в свойствах клеток многоклеточного организма обусловлены неодинаковой активностью генов, что приводит к различной дифференцировке клеток, в результате которой одни клетки становятся нервными, другие приобретают сократимые белки, образующие миофибриллы (мышечные), третьи начинают синтезировать пищеварительные ферменты или гормоны (железистые) и т.д. Многие клетки полифункциональны: например, клетки печени синтезируют белки плазмы крови и желчь, накапливают гликоген и превращают его в глюкозу, окисляют чужеродные вещества.
Регулирующие факторы внутри клетки — метаболиты клетки, ионы, которые действуют или на гены, приводя к изменению количества фермента, или на сам фермент, изменяя его активность. Регуляция может осуществляться по принципу обратной связи, когда продукт реакции определяет ее интенсивность. В результате такой саморегуляции поддерживается оптимальный уровень множества жизненно важных внутриклеточных процессов, иногда даже при значительных изменениях во внеклеточной среде. В условиях изоляции в культуре клетки утрачивают многие черты специализации. Продолжительность жизни клеток разная, например, клетки эпителия кишечника живут 1—2 дня. Во всех клетках происходит интенсивное обновление веществ и-структур. Огромное количество клеток в каждой ткани, объединенных метаболическими и регуляторными процессами, их постоянное внутреннее обновление обеспечивают надежность работы органов многоклеточного организма. Наука о клетке называется цитологией.