Tế bào nhân thực có các bào quan, cấu trúc liên kết màng thực hiện các chức năng khác nhau trong tế bào, còn tế bào nhân sơ thì không. Một số bào quan điển hình của tế bào nhân thực bao gồm nhân, ti thể, ribosome, Golgi apparati và lục lạp.
Tế bào nhân thực có tổ chức và phức tạp hơn tế bào nhân sơ. DNA của sinh vật nhân chuẩn nằm trong nhân, trong khi DNA của sinh vật nhân sơ trôi nổi tự do trong tế bào chất.
Vào những năm 1970, Tiến sĩ Lynn Margulis đưa ra giả thuyết rằng các bào quan của tế bào nhân thực đã từng là sinh vật nhân sơ bị các tế bào lớn hơn nhấn chìm. Các tế bào lớn hơn trở thành vật chủ, bảo vệ các tế bào nhỏ hơn, trong khi các tế bào nhỏ hơn cung cấp thức ăn cho vật chủ của chúng. Trong thời gian, không thể tồn tại nếu không có thứ kia. Lý thuyết nội cộng sinh này được hỗ trợ bởi bằng chứng cho thấy các bào quan như ti thể và lục lạp giống với vi khuẩn ngày nay.
