Levende celler er av to hovedtyper, prokaryoter og eukaryoter. For omtrent 2 milliarder år siden bebodde bare prokaryoter vår verden. Hovedforskjellen mellom prokaryoter og eukaryoter er at eukaryoter har en kjerne, og prokaryoter ikke har det. I biologi betyr "pro" "før" og "eu" betyr "sann", mens "karyote" refererer til kjernen. Det biologiske beviset peker på utviklingen av den større, mer komplekse eukaryoten fra den mindre, enklere prokaryoten.
Membraner
De fleste prokaryoter er bakterier, mens mennesker, dyr, planter og sopp er eukaryoter. Den prokaryote cellen har bare en membran, plasmamembranen, som omgir dets cellulære innhold. Den eukaryote cellen har også en plasmamembran, men i tillegg er den fylt med mange membranlukkede rom. Membranene i både den prokaryote og den eukaryote cellen består av et lipid dobbeltlag. Opprinnelsen til membranstrukturene i den eukaryote cellen kan forklares med en tidlig stor prokaryot celle som omslutter mindre prokaryote celler, ifølge endosymbiose teorien.
DNA
Både prokaryote og eukaryote celler inneholder DNA, som styrer celleoperasjonen. Den identiske genetiske koden brukes i prokaryote og eukaryote celler. Selv om den samme typen DNA finnes i prokaryote og eukaryote celler, er DNA naken og danner en sløyfe eller sirkel i prokaryoter, mens den er sammensatt av lineære tråder og dekket med protein i eukaryoter.
Ribosomer
Både prokaryote og eukaryote celler inneholder ribosomer. Ribosomer består av proteiner og RNA og er stedet for proteinsyntese i begge celletyper. Byggesteinene for å lage protein er aminosyrer. De prokaryote og de eukaryote cellene bruker de samme 20 aminosyrene til å lage proteiner, noe som indikerer sammenheng.
Mitokondrier og kloroplaster
Eukaryoter inneholder mitokondrier eller kloroplaster. Mitokondrier i dyreceller og kloroplaster i planteceller ser ut som prokaryoter. Mitokondrier og kloroplaster har samme størrelse og funksjoner som prokaryoter. De dype brettene i den indre mitokondriale membranen, kalt cristae, ligner foldene i den prokaryote cellen, kalt mesosomer. Både cristae og mesosomer fungerer i aerob cellulær respirasjon. Cellular respirasjon genererer energi for cellen eller organismen. Fordi aerob respirasjon (ved bruk av oksygen) gir mer energi enn anaerob respirasjon (uten oksygen), holder endosymbiose teorien at mitokondrier ble anskaffet da en anaerob prokaryotisk celle oppslukte aerobe prokaryoter og så høstet fordelene av aerob åndedrett. Kloroplaster, som mitokondrier, produserer energi for planteceller. Både mitokondrier og kloroplaster har sitt eget sirkulære DNA og kan fungere uavhengig av den eukaryote vertscellen.