As células eucarióticas têm organelas, estruturas ligadas à membrana que desempenham diferentes funções na célula, e as células procarióticas não. Algumas organelas eucarióticas típicas incluem o núcleo, mitocôndrias, ribossomos, aparelhos de Golgi e cloroplastos.
As células eucarióticas são mais organizadas e complexas do que as células procarióticas. O DNA eucariótico está alojado no núcleo, enquanto o DNA procariótico flutua livremente no citoplasma.
Na década de 1970, a Dra. Lynn Margulis teorizou que as organelas das células eucarióticas eram, no passado, procariontes que foram engolfadas por células maiores. As células maiores tornaram-se os hospedeiros, protegendo as células menores, enquanto as células menores forneciam alimento aos seus hospedeiros. Com o tempo, nenhum poderia existir sem o outro. Esta teoria endossimbiótica foi apoiada pela evidência de que organelas, como mitocôndrias e cloroplastos, se assemelham a bactérias modernas.