與細菌相比，植物與動物細胞無疑是巨大的，其體積大約為細菌的1000倍。圖1顯示了以不同單位測量細胞的情況：細胞成分中的各種分子，其大小為納米（百萬分之一毫米）級別，而整個細胞的長度則通常為數十微米（千分之一毫米）。植物與動物細胞往往更加複雜，它們含有由蛋白質與多種內膜結合體（細胞器）所構成的組件（圖2）。不同的細胞器具有自己特定的功能。例如，在動物細胞中，線粒體通過分解食物分子為所有細胞活動提供能量。植物細胞具有獨特的葉綠體，可以將陽光與二氧化碳轉化為糖，作為線粒體的能量原料。在進化早期，線粒體與葉綠體本身可能曾是自由活動的生命體，之後才穩定地存在於一個更大、更複雜的細胞中。每個細胞都有一套“藍圖”，即DNA中的各種基因，用於自我合成過程。在任一特定的生命體中，不同類型細胞（無論大腦、腸道還是皮膚細胞）的DNA信息都是一樣的。大多數細胞（指體細胞）包含DNA分子中的兩個拷貝，因此被稱為二倍體（diploid），而生殖細胞（包括卵細胞和**）中僅有單一拷貝的DNA，因此生殖細胞又被稱為單倍體（haploid）。當卵細胞與**融合產生第一個胚胎細胞（受精卵）時，兩個拷貝的DNA又重新出現了。我們將在第4章中詳細討論單倍體**與卵細胞的DNA是如何減半的。
圖1 在對數比例尺上展示從原子到相對簡單的線蟲的大小
原子以埃（?ngstroms）為測量單位。1埃僅為1/10納米，是一個很少被使用的單位。然而，生物物理學家仍會在日常工作中使用到它
圖2 細胞及其內容物模式圖
中心體（centrosome， CE）——由一對中心粒組成，可根據細胞形狀、細胞運動或分裂的需求操縱微管以進行響應；
細胞質（cytoplasm， Cy）——細胞內的黏性**，其中懸浮著所有的細胞內容物，又被稱為細胞質基質（cytosol）；