Các bào quan là cấu trúc bên trong một tế bào có các chức năng cụ thể; bào quan có màng bao bọc là những bào quan được bảo vệ bởi màng sinh chất đơn hoặc kép. Ti thể, lysosome, lưới nội chất và bộ máy Golgi là những ví dụ về các bào quan có màng.
Các bào quan có màng bao bọc là một trong những đặc điểm xác định của tế bào nhân thực. Tế bào nhân sơ như vi khuẩn không có các bào quan này. Một số loài vi khuẩn có các túi protein nguyên thủy thực hiện một số chức năng của bào quan nhưng không có cấu trúc xác định được bảo vệ bởi màng.Ti thể là bào quan duy nhất chứa DNA của riêng chúng. Chúng tạo ra năng lượng của tế bào thông qua quá trình hô hấp. Chính vì điều này, chúng còn được mệnh danh là năng lượng của tế bào. Ti thể được bao bọc bởi hai lớp màng: màng ngoài nhẵn và màng trong gấp nếp. DNA ti thể được di truyền qua mẹ và là một công cụ hữu ích trong các xét nghiệm di truyền.
Lưới nội chất tạo ra lipid và protein. Màng ngoài thô ráp của lưới nội chất được bao phủ bởi các ribôxôm và có nhiệm vụ tổng hợp prôtêin; lưới nội chất trơn thiếu ribôxôm và tổng hợp lipit. Ribosome và bộ máy Golgi hỗ trợ lưới nội chất thô trong quá trình tổng hợp protein. Lysosome là hệ thống tiêu hóa của tế bào. Chúng sử dụng các enzym để tiêu hóa thức ăn, chất thải, chất độc và vật chất tế bào chết.
