细胞生物学
细胞的研究在分子水平上进行; 然而，细胞内的大多数过程由小有机分子，无机离子，激素和水的混合物组成。约75-85％的细胞体积是由于水使其由于水的极性和结构而成为不可缺少的溶剂。细胞内作为底物的这些分子为细胞进行代谢反应和信号传导提供了合适的环境。细胞形状在不同类型的生物体之间变化不同，因此被分为两类：真核生物和原核生物。在由动物，植物，真菌和原生动物细胞组成的真核细胞的情况下，形状通常是圆形和球形的，而对于由细菌和古菌构成的原核细胞，形状是： 球形（球菌），杆状（杆菌），弯曲状（弧菌）和螺旋状（Spirochaete）. 。
脑
所有动物的脑都是主要由两类细胞组成：神经元和神经胶质细胞。神经胶质细胞（Glial cells、"glia"，或稱"neuroglia"） 分为许多种类型，承担各种重要作用，包括结构性支撑、维持新陈代谢、作为绝缘体、以及引导神经生长。神经元常常被看作脑中最重要的细胞。神经元可以将信号远程传递到特定的细胞，这是它们和其他细胞最大的区别。它们通过轴突来传递信号，轴突是一种原生质构成的纤维，通常会有许多分叉。它们从神经细胞体长出，投射到其他区域：可能是邻近的区域，也可能是脑或者身体的较远部位。轴突的长度差异极大。例如锥体细胞（脑皮质的一种兴奋性神经元），如果将它的细胞体放大到一个人的大小，那么它的轴突同比例放大之后会有几厘米粗，超过1公里长。这些轴突通过一种称为动作电位的电脉冲信号来传递信息，持续时间短于千分之一秒，在轴突中传播速度大约1-100米/秒。有一些神经元稳定地发放动作电位，每秒大约10-100次，另一些神经元在大部分时候处于静息状态，但是会偶然地发放动作电位。