细胞是除病毒以外的生物体结构和功能的基本单位。在种类繁多的细胞世界中，根据其进化地位、结构的复杂程度等方面的差异，可以将细胞分为原核细胞和真核细胞两大类。原核细胞没有典型的细胞核，由原核细胞构成的生物是原核生物；真核细胞有细胞核，由真核细胞构成的生物是真核生物，但二者的区别还不仅如此，现就高中阶段所学知识，将二者之间的区别归纳如下。
1．细胞壁上的差异
原核细胞细胞壁的成分主要是肽聚糖和胞壁酸，还有脂多糖、脂蛋白等成分。细胞壁除对细胞有保护作用外，还对物质交换起部分调节作用，其成分还与抗原性、致病性等方面有关。真核细胞中动物细胞没有细胞壁，植物细胞的细胞壁成分主要是纤维素和果胶，起支持和保护作用。
2．细胞核与染色体水平
原核生物的特征是体积较小，直径由0.2～10µm，进化地位较原始，现存资料可以证明真核细胞是由原核细胞进化而来。代表性的原核生物有：细菌、蓝藻、支原体、衣原体、立克次氏体等。原核细胞与真核细胞最本质的区别就是有没有成型的细胞核，原核细胞没有核膜将它的遗传物质与细胞质分隔开，没有核膜、没有核仁、没有固定形态、结构也较简单，其遗传信息量小，遗传信息的载体是裸露的双链环状DNA分子，没有与组蛋白结合，不构成染色体(有的原核生物在其主基因组外还有更小的能进出细胞的质粒DNA)。真核细胞具有双层膜结构的核膜将细胞内部分成细胞核与细胞质两部分，核膜上有核孔，核内有核仁，其绝大多数遗传物质就分布在细胞核内，双层核膜的出现为遗传物质结构的演化提供了良好的微环境，使高度复杂的遗传装置相对独立起来，也使基因的表达具有严格的区域性。真核细胞遗传信息的载体DNA与原核细胞的DNA相比，其结构与数量都有变化。数量由几千发展到几万甚至十万以上；结构为线状，线状的DNA分子能与多种组蛋白结合，形成直径10nm的核小体结构，然后再以核小体为结构单位高度螺旋盘绕形成复杂的染色体或染色质。
3．细胞器水平
细胞器存在于细胞膜以内核膜以外具有一定形态结构功能。原核细胞只具有一种细胞器——核糖体。真核细胞除核糖体外，还有具双层膜结构的细胞器：线粒体、叶绿体（植物细胞）；单层膜结构的细胞器：高尔基体、内质网、溶酶体、液泡（植物细胞）和没有膜结构的细胞器—中心体，它们分散在细胞质中，每种细胞器都有各自的结构和功能，它们之间协调配合来完成物质的代谢，如分泌蛋白的合成，首先要在核糖体上合成肽链，然后运到内质网中进行加工，再运到高尔基体上进行再加工，最后释放到细胞外，在整个过程中涉及到核糖体、内质网、高尔基体和提供能量的线粒体四种细胞器。二者虽然都有核糖体，但核糖体的化学组成和形态结构上有明显的区别。真核细胞核糖体的沉降系数为80S型，由60S和40S大小两个亚基组成；原核细胞核糖体的沉降系数为70S型，由50S和30S大小两个亚基组成。
真核细胞中的线粒体有自己特有的基因组，能完成自己DNA的复制及部分蛋白质的合成，其内膜上有与氧化磷酸化相关的电子传递链，为细胞的代谢活动提供能量。原核细胞功能上与线粒体相当的结构是质膜和由质膜内折形成的结构，但后者没有自己特有的基因组。真核细胞的叶绿体也有自己特有的基因组和合成系统。有些原核生物虽然也具有能进行光合作用的膜结构称之为类囊体，但未被双层膜包裹，不形成叶绿体。
4．基因结构及其表达上的差异
基因结构及其表达在原核细胞与真核细胞之间存在明显的差异。
原核细胞DNA含量有限又要保证生命活动必要数量的基因，就必须充分利用仅有的DNA来存储遗传信息，所以其基因简洁而有效，无多余序列。当基因表达时，转录形成的mRNA直接与核糖体结合开始翻译蛋白质，即原核细胞是转录与翻译同时进行的。
真核细胞DNA含量远远大于原核细胞，充分的遗传物质使它形成一些特殊的基因结构，如重复序列、内含子、假基因等。其中内含子是基因中不编码蛋白质的序列与外显子相间形成结构基因，正是因为它的存在，真核细胞的基因在表达过程中出现转录后对mRNA进行加工的过程，即将基因中内含子所转录的RNA片段剪切掉形成mRNA。真核细胞的DNA存在于细胞核中，而翻译所需的核糖体在细胞质中，所以细胞核中的基因在细胞核中转录后，形成mRNA从细胞核中出来进入到细胞质中与核糖体结合翻译出相应的蛋白质，即真核细胞基因的转录和翻译不像原核细胞那样同时进行而是分开进行的，转录在细胞核中，翻译在细胞质中。这些结构上的特点，促成真核细胞能在转录前水平、转录水平、转录后水平、翻译水平及翻译后水平对基因的表达进行多种层次上的调控。原核细胞的调控方式比较简单使其能适应多种不利环境，进行快速调节。而真核细胞基因表达的复杂性及多层次性能够保证遗传信息传递的准确性和稳定性。
原核细胞与真核细胞除上述差异外，还有以下差异：真核细胞有内膜系统，原核细胞无；真核细胞有细胞骨架，原核细胞无；真核细胞的分裂有细胞周期，原核细胞无；真核细胞主要进行有丝分裂和减数分裂，原核细胞无等。
原核细胞与真核细胞除有差异外，也有相同的地方，如都有细胞膜结构、细胞质结构、翻译共用一套密码子等。
