As células vivas são de dois tipos principais, procariotas e eucariotas. Cerca de 2 bilhões de anos atrás, apenas procariontes habitavam nosso mundo. A principal diferença entre procariotos e eucariotos é que os eucariotos têm um núcleo e os procariontes não. Em biologia, "pro" significa "antes" e "eu" significa "verdadeiro", enquanto "cariote" se refere ao núcleo. A evidência biológica aponta para a evolução do eucarioto maior e mais complexo do procarioto menor e mais simples.
Membranas
A maioria dos procariotos são bactérias, enquanto humanos, animais, plantas e fungos são eucariotos. A célula procariótica possui apenas uma membrana, a membrana plasmática, que envolve seu conteúdo celular. A célula eucariótica também possui uma membrana plasmática, mas, além disso, é preenchida com muitos compartimentos fechados por membrana. As membranas das células procariótica e eucariótica consistem em uma bicamada lipídica. A origem das estruturas da membrana dentro da célula eucariótica pode ser explicada por uma grande célula procariótica inicial envolvendo células procarióticas menores, de acordo com a teoria da endossimbiose.
DNA
As células procarióticas e eucarióticas contêm DNA, que dirige o funcionamento da célula. O código genético idêntico é usado em células procarióticas e eucarióticas. Embora o mesmo tipo de DNA seja encontrado em células procarióticas e eucarióticas, o DNA está nu e forma um alça ou círculo em procariontes, embora seja composto de filamentos lineares e coberto com proteína em eucariotos.
Ribossomos
As células procarióticas e eucarióticas contêm ribossomos. Os ribossomos são compostos de proteínas e RNA e são o local da síntese de proteínas em ambos os tipos de células. Os blocos de construção para a produção de proteínas são os aminoácidos. As células procarióticas e eucarióticas usam os mesmos 20 aminoácidos para fazer proteínas, indicando parentesco.
Mitocôndrias e cloroplastos
Os eucariotos contêm mitocôndrias ou cloroplastos. As mitocôndrias nas células animais e os cloroplastos nas células vegetais parecem procariontes. Mitocôndrias e cloroplastos são semelhantes em tamanho e características aos procariontes. As dobras profundas da membrana mitocondrial interna, chamadas cristas, assemelham-se às dobras na célula procariótica, chamadas mesossomos. Tanto as cristas quanto os mesossomos funcionam na respiração celular aeróbica. A respiração celular gera energia para a célula ou organismo. Como a respiração aeróbica (usando oxigênio) produz mais energia do que a respiração anaeróbica (sem oxigênio), a teoria da endossimbiose se sustenta que as mitocôndrias foram adquiridas quando uma célula procariótica anaeróbia engolfou procariotos aeróbicos e, assim, colheu os benefícios da respiração. Os cloroplastos, como as mitocôndrias, produzem energia para as células vegetais. Ambas as mitocôndrias e cloroplastos têm seu próprio DNA circular e podem funcionar independentemente da célula hospedeira eucariótica.