真核细胞的一个显著特征是，它们含有膜结合的细胞器，如细胞核和线粒体，具有特定的功能。由于生物膜只能渗透到少量的物质，细胞器周围的膜创造了一个内部条件可控的区室。这些微环境通常与周围细胞溶胶的环境不同，并根据细胞器的特定功能进行调整。

例如，动物细胞中消化分子和细胞碎片的溶酶体细胞器保持着比周围细胞溶胶更酸性的环境，因为其酶需要较低的pH值来催化反应。同样，线粒体内的pH值也受到调节，这有助于线粒体发挥其产生能量的功能。

此外，一些蛋白质需要适当的折叠和处理的氧化环境，但细胞质通常是还原的。因此，这些蛋白质是由内质网(ER)中的核糖体产生的，它维持必要的环境。蛋白质通常通过膜结合的囊泡在细胞内运输。

真核细胞的遗传物质在细胞核内被分隔开，细胞核被称为核膜的双层膜所包围。外壳上的小孔控制着哪些分子或离子可以进入或离开原子核。例如，信使RNA (mRNA) 通过这些孔离开细胞核以获取DNA中编码的基因指令到核糖体，在那里它们可以翻译成蛋白质。

细胞器还可以通过包含和中和危险物质来保护细胞。例如，过氧化物酶体进行的氧化反应产生对细胞有毒的过氧化氢，但它们还含有将其转化为无害的氧气和水的酶。因此，区域化允许真核细胞执行各种不同的功能，否则它们所需的环境或所产生的副产品是不相容的。