细胞是生命的最小单位，所有可独立生存的生物从单细胞生物(如细菌)到复杂的生命体(如我们人类)均由细胞构成。我们的身体内含有数量惊人的细胞，但与重达200吨的蓝鲸相比则显得微不足道。
作为生命的基本构成模块，细胞被认为是一组简单元件的集合，可通过平稳的生理活动来维持自身正常状态，并不时通过分裂来产生新的细胞，从古至今都未改变。无论是大多数细菌(作为独立个体的存在时间仅为半小时左右，随后将分裂成新的个体)，还是人类的神经细胞(可在数十年的时间里持续进行自我修复以维持日常活动)，每一个简单或复杂的细胞都是一座自成体系的"分子工厂"，在其生命周期中的每一分钟都在疯狂地工作。
将一个细胞比作一个工厂的说法稍显简单，事实上为了满足日常活动，细胞工厂自身以及其中的大部分器械必须经历拆除与重建--在这一过程中工厂的生产速度却从未减慢。与细菌相比动物与植物细胞的体积要更大(约为细菌的1000倍)，其内部组织也复杂精细得多。
究竟哪些化学物质能够满足如此极致的物质合成，使得简单细胞在几分钟内以及复杂细胞在一天之内能实现自我复制？从根本上讲构成生命的基本元素仅涵盖了117种已知元素中的6种，包括：碳、氢、氧、磷和硫。
细胞中99%的分子是由氢、氧结合所形成的水分子构成的，这看起来似乎会导致生命体变得如稀汤寡水一般，但事实上部分水分子并不以液体的形态存在，而是被牢牢地锁在某些大分子结构中。
