細胞の大きさは、生物の種類によって大きく異なります。例えば、最も小さい細菌は直径0.1マイクロメートル（μm）で、多くの真核細胞の約1,000倍小さな大きさです。他のたいていの最近は、この小さな細菌よりも大きく、1～10μmですが、それでも10～100μmほどあるたいていの真核細胞よりも小さい傾向にあります。
細胞に関しては大きいことが、必ずしも良いというわけではありません。例えば、細胞は拡散によって栄養や水分を取り込む必要があります。細胞を包む細胞膜は、これらの物質が交換される速度を制限します。小さな細胞は、大きな細胞に比べ、体積に対する表面積比が高くなりやすいです。これは、体積変化と表面積変化が直線的ではないからになります。球体のサイズが大きくなると、体積は半径の3乗（r3）に比例して大きくなりますが、表面積は半径の2乗（r2）にしか比例しません。したがって、小さな細胞は、同じ形の大きな細胞に比べ、体積に対する表面積が相対的に大きくなります。表面積が大きいということは、物質が細胞に出入りする細胞膜の面積が大きいということです。また、物質は細胞内を移動する必要があります。そのため、大きな細胞では、拡散の速度が進行を制限することがあります。
原核生物は、細胞の大きさによる制限に直面する前に、しばしば小さく分裂します。大きな真核生物の細胞には、細胞内輸送を促進する細胞内小器官があります。また、構造的な変化で限界を克服するのに役立ちます。大量の物質を環境と交換する必要のある細胞の中には、細長い突起物を発達させ、体積に対する表面積比を最大にするものがあります。そのような構造の例として、水や栄養分の摂取を促がす植物細胞の根毛があります。このように、細胞の大きさや体積に対する表面積比は、細胞の特徴を発展させる上で重要な要素となっています。
