细胞长什么样？在显微镜发明之前，人们从来没听说过 “细胞”，更不用说亲眼目睹细胞了。
直到 300 多年前，英国人罗伯特・胡克成功制造出了能看到微小物体的显微镜。当他用这台显微镜观察用锋利刀片削成的极薄软木片时，被眼前的景象吸引住了：软木片上密密麻麻排满小小的 “空房间”，如同做工精良的蜂巢。他将这些 “小房间” 命名为 “Cell”，中文译名为 “细胞”。不过胡克看到的只是植物细胞壁围成的空洞，内部细胞质早已消失。
同为英国人的格鲁，进一步借助显微镜仔细观察植物薄片，绘制了一百多幅细胞观察图。也是他发现，细胞并非空无一物的空腔，内部充满汁液；细胞之间也不是互不关联的松散个体，彼此紧密贴合，结构十分精密。
可惜在罗伯特・胡克发现细胞后的一百五十年里，受限于落后的显微镜制作工艺，人类始终没能深入了解细胞。
直到 1839 年，捷克斯洛伐克组织学家浦肯野把填满细胞的胶状液体命名为原生质。但这个名称没有得到同期学者认可，直至 19 世纪中叶，德国植物学家莫尔采纳该术语，用原生质统称各类细胞内部物质。自此，细胞壁以内的全部内容物统一被叫作原生质。
尽管细胞大小不一、形态千差万别，却存在共通的基础构造。所有真核细胞大体结构相近：最外层是细胞膜，植物细胞的细胞膜外侧还多一层细胞壁；细胞膜内部是细胞质，细胞中央为细胞核；细胞质中分布着多种具备专属功能的细胞器，分别负责养料分解、合成、吸收、排泄等生命活动。
细胞核由英国植物学家布朗在 1831 年发现。它是一团质地致密的小球，大多位于细胞中央，外形呈圆形或卵圆形；核外包裹一层核膜，膜上存在小孔，能够和外部细胞质互通物质。
1879 年，德国细胞学家弗来明利用红色染料，让细胞核内细小颗粒显色，他把这类核内物质称作染色质。1882 年，弗来明又观察到细胞分裂时，染色质会收缩成细长丝状；1888 年，德国解剖学家瓦尔德尔将浓缩成棒状的染色质命名为染色体，也就是说，染色体本质是折叠浓缩后的染色质。