واحدة من السمات المميزة للخلايا حقيقية النوي هو أنها تحتوي على عضيات محاطة بغشاء _ مثل النواة و الميتوكوندريا _ التي تقوم بوظائف معينة. نظراً لأن الأغشية البيولوجية لا يمكن اختراقها إلا لعدد صغير من المواد ، فإن الغشاء المحيط بالعضية يخلق بداخلها مقصورة لها ظروف خاضعة للتحكم. غالباً ما تكون هذه البيئات الدقيقة متميزة عن بيئة العصارة الخلوية المحيطة ومصممة للوظائف المحددة للعضية.

على سبيل المثال ، الجسيمات المحللة _ العضيات في الخلايا الحيوانية التي تهضم الجزيئات و الحطام الخلوي _ تحافظ على بيئة أكثر حمضية من العصارة الخلوية المحيطة ، لأن إنزيماتها تتطلب درجة حموضة أقل لتحفيز التفاعلات. وبالمثل ، يتم تنظيم الأس الهيدروجيني داخل الميتوكوندريا ، مما يساعدهم على أداء وظيفتهم في إنتاج الطاقة.

بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب بعض البروتينات بيئة مؤكسدة من أجل طيها و معالجتها بشكل صحيح ، ولكن العصارة الخلوية مختزِلة بشكل عام. لذلك ، يتم إنتاج هذه البروتينات بواسطة الريبوسومات في الشبكة الإندوبلازمية (ER) ، والتي تحافظ على البيئة اللازمة. غالباً ما يتم نقل هذه البروتينات داخل الخلية من خلال حويصلات محاطة بغشاء.

يتم تجزئة المادة الوراثية للخلايا حقيقية النواة داخل النواة ، وهي محاطة بغشاء مزدوج يسمى الغلاف النووي. تتحكم المسام الصغيرة في الغلاف في الجزيئات أو الأيونات التي يمكن أن تدخل النواة أو تغادرها. على سبيل المثال ، يخرج الحمض النووي الريبي المرسال (mRNA) من النواة عبر هذه المسام لأخذ التعليمات الجينية المشفرة في الحمض النووي إلى الريبوسومات ، حيث يمكن ترجمتها إلى بروتين.

يمكن للعضيات أيضا حماية خلية عن طريق احتواء و تحييد المواد الخطرة. على سبيل المثال ، تقوم البيروكسيسومات بتفاعلات الأكسدة التي تنتج بيروكسيد الهيدروجين _ وهو سام للخلايا _ لكنها تحتوي أيضاً على إنزيمات تحوله إلى أكسجين وماء غير ضارين. لذلك ، يسمح التقسيم للخلايا حقيقية النواة بأداء مجموعة متنوعة من الوظائف المختلفة ، التي قد تكون خلافاً لذلك غير متوافقة من حيث البيئة المطلوبة أو المنتجات الثانوية المنتجة.