原生質中由膜狀物與周遭區隔開的構造即為胞器，胞器以外的膠狀流體則稱為細胞溶質(cytosol)。植物細胞內部的主要胞器有：細胞核、內質網、高爾基體、粒腺體、微粒體、質粒體、液胞等。植物胞器的兩大特徵是巨型液胞及由質粒體發展而生的葉綠體構造。

細胞核(Nucleus)

細胞核是一雙層膜的構造，直徑約在5微米~25微米之間。核內含有承載遺傳訊息的去氧核醣核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)及核醣核酸(ribonucleic acid,RNA)。核中的DNA會與蛋白質結合形成染色質(chromatin)，在細胞分裂時DNA會成形棒狀的染色體(chromosomes)。大部分維管束植物一個細胞只含有一個核，成熟的植物篩管細胞無核；只有特定細胞可能具有多核。[註一]

內質網(endoplasmic reticulum, ER)

內質網為單層膜，與細胞核的外膜相連，主要負責蛋白質與脂質的合成與輸送。內質網與核醣體結合的稱為粗糙內質網(rough ER, rER)，蛋白質在此處合成後，再經由膜內的腔室移往不含核醣體的光滑內質網(smooth ER, sER)。蛋白質在此處被修飾成醣蛋白(glycoproteins)，再以出芽的方式形成運輸囊泡(transport vesicles)，移往高爾基體。

高爾基體(Golgi apparatus; dictyosomes)

運輸囊泡將醣蛋白送至高爾基體後，會對蛋白質上的寡糖鏈進一步進行修飾，而後再以分泌囊胞(secretory vesicles)的形式送至蛋白質體(protein bodies)或細胞膜等處。植物細胞細胞壁生成過程中所需的果糖複合物亦由高爾基體製造運送。

粒腺體(mitochondria)

粒腺體是細胞的能量中心，在植物細胞中為直徑1微米的球形構造，包含平滑的外膜及凹陷的內膜。[註二]細胞氧化呼吸作用在此進行，形成的苷三磷酸(adenosine triphosphate, ATP)則運送至細胞中其它需要能量的區域。

微粒體(microbodies)

微粒體為直徑1微米的單層膜構造，根據其內含有的酵素而有不同的名稱及功能。[註三]

   過氧化小體(peroxisomes)：內含過氧化氫酶(catalase)，可移除細胞內有害的代謝副產物。乙醛酸循環體(glyoxysome)：將脂類轉化為細胞的碳源，於植物種子中特多。葡萄糖生成體(gluconeogenesis)：可將脂肪酸轉化成葡萄糖並運送至胚。

質粒體(plastids)

亦稱為色原體。大小約4~5微米，具有雙層膜的構造，含有自身的DNA，可自行分裂複製。可分為下列四種形式：

   葉綠體(chloroplasts)：富含葉綠素，為植物進行光合作用的主要場域。白色體(etioplasts)：葉綠體未受光刺激前的原始形態，不含葉綠素。無色體(leucoplasts)：不含色素與內部結構，常為植物澱粉蓄積處，故又稱為澱粉體(amyloplasts)。雜色體(chormoplast)：由葉綠體進一步發育而成，富含葉黃素或其它色素。

液胞(vacuole)

大型液胞為成熟高等植物的特徵，其體積可達細胞總體積的80%~90%。在植物分生組織中的母細胞則含有大量小型液胞分散於細胞質中，隨細胞成長而逐漸合併擴大，形成典型中央大液胞。[註四] 液胞由液胞膜(tonoplast)包圍，其內含有花青素、無機離子、及其它植物細胞代謝物，另草酸鈣則以結晶的形態存在於液胞中[註五]。液胞可調結細胞的滲透壓並影響植物細胞的大小。

[註一] 易希道，《植物生理學》 p80，國立編譯館，民國55年4月。

[註二] William G. Hopkins, Norman P.A. Huner，編譯者徐善德、廖玉婉《植物生理學》 p15，偉明圖書有限公司，民國95年5月。

[註三] William G. Hopkins, Norman P.A. Huner，編譯者徐善德、廖玉婉《植物生理學》 p17，偉明圖書有限公司，民國95年5月。

[註四] 易希道，《植物生理學》 p80，國立編譯館，民國55年4月。

[註五] 易希道，《植物生理學》 p81，國立編譯館，民國55年4月。