תוֹכֶן
תאים חיים הם משני סוגים עיקריים, פרוקריוטות ואוקריוטות. לפני כשני מיליארד שנה רק פרוקריוטים אכלסו את עולמנו. ההבדל העיקרי בין פרוקריוטות לאוקריוטות הוא שלאיוקריוטות יש גרעין ופרוקריוטות לא. בביולוגיה, "פרו" פירושו "לפני" ו- "האיחוד האירופי" פירושו "נכון", ואילו "קריוטה" מתייחס לגרעין. העדויות הביולוגיות מצביעות על התפתחות האוקריוטה הגדולה והמורכבת יותר מהפרוקריוט הקטן והפשוט יותר.
ממברנות
רוב הפרוקריוטים הם חיידקים, בעוד שבני אדם, בעלי חיים, צמחים ופטריות הם איקריוטים. לתא הפרוקריוטי יש רק ממברנה אחת, קרום הפלזמה, המקיף את תוכנו התא. לתא האוקריוטי יש גם קרום פלזמה, אך בנוסף, הוא מתמלא בתאים רבים סגורים בקרום. הממברנות של התא הפרוקריוטי והן של התא האוקריוטי מורכבות משכבה דו שומנית. מקורם של מבני הממברנה בתוך התא האוקריוטי ניתן להסביר על ידי תא פרוקריוטי גדול מוקדם, העוטף תאים פרוקריוטים קטנים יותר, על פי תיאוריית האנדוסימביוזה.
DNA
שני התאים הפרוקריוטים וגם האוקריוטיים מכילים DNA שמכוון את פעולת התא. הקוד הגנטי הזהה משמש בתאים פרוקריוטים ואוקריוטיים.אף כי אותו סוג של DNA נמצא בתאים פרוקריוטים ואוקריוטים, ה- DNA עירום ויוצר לולאה או מעגל בפרוקריוטות, בעוד שהוא מורכב מגדלים ליניאריים ומכוסה בחלבון באוקריוטות.
ריבוזומים
שני התאים הפרוקריוטיים וגם האוקריוטיים מכילים ריבוזומים. ריבוזומים מורכבים מחלבונים ו- RNA והם האתר של סינתזת חלבון בשני סוגי התאים. אבני הבניין לייצור חלבון הן חומצות אמינו. התאים הפרוקריוטים והתאי האוקריוטים משתמשים באותן 20 חומצות אמינו לייצור חלבונים, מה שמעיד על קשר.
מיטוכונדריה וכלורופלסטים
האוקריוטות מכילות מיטוכונדריה או כלורופלסטים. מיטוכונדריה בתוך תאי בעלי חיים וכלורופלסטים בתוך תאי צמחים נראים כמו פרוקריוטות. מיטוכונדריה וכלורופלסטים דומים בגודלם ובתכונותיהם לפרוקריוטים. הקפלים העמוקים של הקרום המיטוכונדריאלי הפנימי, הנקראים cristae, דומים לקפלים בתא הפרוקריוטי, הנקראים מזוזומים. שני הקריסטים והמזוזומים מתפקדים בנשימה אירובית. נשימה תאית מייצרת אנרגיה לתא או לאורגניזם. מכיוון שהנשמה אירובית (באמצעות חמצן) מניבה יותר אנרגיה מאשר נשימה אנאירובית (ללא חמצן), תיאוריית האנדוסימביוזה גורסת כי מיטוכונדריות נרכשו כאשר תא פרוקריוטי אנאירובי גידף פרוקריוטים אירוביים וכך נוצר את היתרונות של הנשימה אירובית. כלורופלסטים, כמו מיטוכונדריה, מייצרים אנרגיה לתאי צמחים. גם למיטוכונדריה וגם לכלורופלסטים יש DNA מעגלי משלהם ויכולים לתפקד ללא תלות בתא המארח האוקריוטי.