膜结合细胞器(membrane-bound organelles)或
膜结合区室(membrane-bound compartments)包括细胞核、
内质网、
高尔基体、
溶酶体、分泌泡、
线粒体、
叶绿体和
过氧化物酶体等。由于它们都是封闭的膜结构，内部都有一定的空间，所以又称为膜结合区室。
细胞膜的重要功能之一就是：通过形成膜结合细胞器，使细胞的功能定位在一定的细胞结构并组成相互协作的系统。
从功能上看， 细胞内膜结合细胞器的分布是功能越重要越靠近中央; 从层次看， 上游的靠内， 下游的靠外。如细胞核位于细胞的中央，它是细胞中最重要的细胞器，有两层膜结构。细胞核的外膜与内质网的膜是联系在一起的， 细胞核的外膜是
粗面内质网的一部分。粗面内质网的功能是参与
蛋白质合成， 其作用仅次于细胞核， 所以内质网位于细胞核的外侧。高尔基体在内质网的外侧，接受来自内质网的蛋白质和脂肪，然后对它们进行修饰和分选，它所完成的是内质网的下游工作。溶酶体是含有水解酶的囊泡，它是由高尔基体分泌而来。内体是由内吞作用产生的具有分选作用的细胞器，它能向溶酶体传递从细胞外摄取的物质， 这种细胞器一般位于细胞质的外侧。另外还有线粒体、过氧化物酶体等分布在细胞的不同部位。如果是
植物细胞还有叶绿体和中央大液泡， 它们是按功能定位。