細胞的結構
有了電子顯微鏡，就可以把細胞放大幾萬倍，甚至幾十萬倍，看到更加複雜精巧的結構，稱為細胞的亞顯微結構。細胞質中還有形態各異的結構叫做細胞器，如線粒體、內質網、核糖體、高爾基體和中心體等，它們都有自己的分工。還發現細胞核由核膜、核仁、染色質、核液幾部分組成。電子顯微鏡下的細胞簡直是一個奇異的王國：細胞膜是王國的國境線；細胞質是王國的國土；細胞器是林立的工廠，生產井井有條；細胞核是王國的都城，是權力機構。
植物細胞亞顯微結構與動物細胞略有不同，細胞膜外麵多了細胞壁；細胞器中有能進行光合作用的葉綠體，高等植物細胞中沒有中心體；特別是植物細胞有大型的中央液泡。
細胞學說的創立
19世紀30年代，德國植物學家施萊登首先指出，所有植物體都是由細胞構成的。他的這個觀點被德國動物學家施旺在動物組織和細胞研究中證實，所有動物也是由細胞構成的。施旺指出：“細胞是有機體，整個動物或植物體乃是細胞的集合體。它們依照一定的規律排列在動物體內。”在此基礎上他們創立了細胞學說。
恩格斯把細胞學說、能量守恒和轉換定律、達爾文進化論一起譽為19世紀自然科學的三大發現。由於細胞的發現，我們不僅知道一切高等有機體都是按照一個共同規律發育和生長的，而且通過細胞的變異，能改變自己，向更高的發育道路邁進。
細菌生成酶蛋白
科學家們分析出人類基因的結構，在細菌的DNA中尋找出與人類基因相似的基因，直接對細菌的基因進行修飾，使其具有與人的基因相同結構的“完善拷貝”，讓細菌生產人類需要的酶蛋白。如將人的胰島素基因植入到細菌細胞中，由這種細菌生產出了一種新的藥物——人胰島素。它與人體中的胰島素完全相同。
細胞工程
1907年，德國植物學家哈伯蘭特發明了動物細胞的組織培養方法，人們才有可能發現在細胞培養中發生的細胞融合成多核胞體，並且知道了可以用誘導的方法，人工合成不同來源的兩種細胞，使之形成一種新的雜交細胞，從而為培養新的生命類型奠定了技術基礎。
人們把這種在細胞和亞細胞水平上的遺傳操作，即通過細胞融合、核質移植、染色體或基因移植以及組織和細胞培養等方法，快速繁殖和培養出所需要的新物種的技術稱為“細胞工程”。它的生物學基礎與細胞融合現象的發現密切相關。細胞工程開辟了基因重組的新途徑，不需要經過分離、提純、剪切、拚接等基因操作，隻需將細胞遺傳物質直接轉移到受體細胞中，就能夠形成雜交細胞，因而提高了基因轉移的效率。細胞工程克服了常規雜交的局限性，開辟了遠緣雜交的新途徑。它不僅可以在植物與植物之間，動物與動物之間，微生物與微生物之間進行遠緣雜交，甚至可以在動物與植物與微生物之間進行細胞融合，形成雜交物種。
血液淨化法
1988年，美國紐約醫院科麥爾醫學中心戈登博士等人發明了一種控製膽固醇的新方法——血液淨化法，即將膽固醇增高症患者的血液，抽出來經過淨化，將其中過多的膽固醇和血脂消除後，再注入人體。由於低密度脂蛋白和膽固醇都存在於血漿中，所以隻要將血漿通過一隻裝有許多帶孔小珠的玻璃瓶，小珠表麵塗有一層專門吸附低密度脂蛋白和膽固醇的藥物，淨化一次可消除血漿中80%的低密度脂蛋白和膽固醇，最後，將淨化了的血漿和紅細胞、白細胞混和輸回患者靜脈內。整個工作可在電子計算機精密控製下進行，淨化一次隻需3小時。
戈登博士認為，血液淨化法還有希望使原先患動脈粥樣硬化症的病人病情逆轉，因為，用淨化法不斷降低血液中膽固醇和低密度脂蛋白的含量，使那些已沉積在血管壁中的脂蛋白又重新溶解在血液中，從而恢複正常。雖然血液淨化法也存在一些缺點，在淨化過程中會增加感染機會，還可能出現過敏反應等，但它是一種很有前途的治療方法，不僅可治療膽固醇增多症，而且還可治療多種血液疾病。
係統形態學
係統形態學主要是探討生物係統的形態學特征的一門學科。內容包括係統測量、係統分析、係統描述、係統模擬和係統最優化。它不單純是肉眼所能見到的形態，而且還通過光學顯微鏡和電子顯微鏡來研究有關細胞內的微細結構，以掌握生物進化具體事例的學科。
虛擬細胞
虛擬細胞亦稱電子細胞，它是應用信息科學的原理和技術，通過數學的計算和分析，對細胞的結構和功能進行分析，整合和應用，以模擬和再現細胞和生命的現象的一門新興學科。因此，虛擬細胞亦稱人工細胞或人工生命。
近百年來生命科學取得了突破性進展，特別是近20年來，由於基因組計劃的實施，人們對生命的本質有了更深刻的認識，積累了極為豐富的資料和數據。但是，人們麵對酷似天書的分析資料和數據，仍難以揭示生命現象的本質，因此隻有進行分析、整理、歸納和綜合，進行複雜體係的研究，才更有意義；隻有將這些數據和分析資料，回歸自然和活化加工，才能為人類所利用。21世紀信息科學為生命科學進行複雜體係的研究奠定了理論和技術基礎，虛擬細胞是信息科學和生命科學相結合的產物。因此有人提出，虛擬細胞是芯片上的生命科學，它將開辟21世紀生命科學的新紀元。