حجم الخلايا يختلف اختلافا كبيرا بين الكائنات الحية و داخلها. على سبيل المثال ، أصغر بكتيريا يبلغ قطرها. ٠,١ ميكرومتر (ميكرون) _ حوالي ألف مرة أصغر من العديد من الخلايا حقيقية النواة. معظم البكتيريا الأخرى أكبر من هذه البكتيريا الصغيرة _ ما بين ١-١٠ ميكرون _ لكنها لا تزال تميل إلى أن تكون أصغر من معظم الخلايا حقيقية النواة ، والتي تتراوح عادة من ١٠ إلى ١٠٠ ميكرون.
ليس بالضرورة أن يكون الحجم الأكبر هو الأفضل عندما يتعلق الأمر بالخلايا. على سبيل المثال ، تحتاج الخلايا إلى تناول المغذيات والماء من خلال الانتشار. يحد غشاء البلازما المحيط بالخلايا من معدل تبادل هذه المواد. تميل الخلايا الأصغر إلى أن يكون لها نسبة مساحة سطح إلى الحجم أعلى من الخلايا الأكبر. وذلك لأن التغيرات في الحجم ليست خطية مع التغيرات في مساحة السطح. عندما يزداد حجم الكرة ، ينمو الحجم متناسباً مع مكعب نصف قطرها (r3)بينما تنمو مساحتها بما يتناسب مع مربع نصف قطرها فقط (r2) لذلك ، تمتلك الخلايا الأصغر مساحة سطح أكبر نسبياً مقارنة بحجمها من الخلايا الأكبر من نفس الشكل. تعني مساحة السطح الأكبر مساحة أكبر من غشاء البلازما حيث يمكن للمواد أن تدخل وتخرج من الخلية. تحتاج المواد أيضاً إلى السفر داخل الخلايا. ومن ثم فإن معدل الانتشار قد يحد من العمليات في الخلايا الكبيرة.
غالباً ما تكون بدائيات النوى صغيرة وتنقسم قبل أن تواجه قيوداً بسبب حجم الخلية. تحتوي الخلايا حقيقية النواة الأكبر حجماً على عضيات تسهل النقل داخل الخلايا. أيضاً ، تساعد التغييرات الهيكلية في التغلب على القيود. طورت بعض الخلايا التي تحتاج إلى تبادل كميات كبيرة من المواد مع البيئة نتوءات طويلة ورفيعة تزيد من مساحة السطح إلى نسبة الحجم. ومن الأمثلة على هذه الهياكل الشعيرات الجذرية للخلايا النباتية التي تسهل امتصاص الماء والمواد المغذية. لذلك ، يعد حجم الخلية ومساحة السطح إلى نسبة الحجم من العوامل الحاسمة في تطور الخصائص الخلوية.
