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）. 。
形态发生
几种类型的分子在形态形成中是很重要的。形态物是可溶性分子，可以通过浓度梯度传播和携带控制细胞分化的信号。形态细胞通常通过与特定的蛋白受体结合而发挥作用。参与形态发生的一类重要分子是转录因子蛋白，通过与DNA的相互作用来决定细胞的命运。这些基因可以通过主管调控基因进行编码，并激活或破坏其他基因的转录；反过来，这些次级基因产物可以调节在基因调控网络的调控级联中的其他基因的表达。在这个级联的末端是控制细胞迁移等细胞行为的分子类，或者更广泛地说，它们的特性，如细胞粘附或细胞收缩。例如，在调节过程中，干细胞簇脱离细胞与细胞的粘附，成为迁移，在胚胎中重新激活特定细胞粘附蛋白并形成新的组织和器官。发育信号通路涉及形态发生包括Wnt、Hedgehog和ephrins。