Con il termine di metabolismo cellulare si indicano i continui processi, sia chimici che fisici, cui è soggetto il protoplasma e che danno luogo al continuo scambio di energia e di sostanze tra l'ambiente esterno e la cellula stessa.

Si distingue:

a) anabolismo cellulare, in cui si comprendono tutti i processi per mezzo dei quali la cellula si arricchisce di sostanze vitali per essa e immagazzina complesse molecole chimiche fondamentali per la sua evoluzione e per il suo trofismo;

b) catabolismo cellulare, con cui si intendono tutti i processi distruttivi cui vanno incontro le molecole chimiche precedentemente immagazzinate; distruzione che porta alla formazione di energia con conseguente eliminazione dei rifiuti.

Tutti questi processi si possono raccogliere sotto un comun denominatore: ricambio cellulare.
L'assunzione di particelle solide avviene per mezzo della fagocitosi. Tale proprietà venne studiata per la prima volta sui leucociti di un mollusco da Haeckel, nel 1862, e consiste nella emissione di pseudopodi (prolungamenti, dovuti ad estroflessioni della membrana cellulare) o di membranelle ondulanti, per cui il materiale da inglobare viene circoscritto da tali prolungamenti ed infine inglobato entro il citoplasma.

In base alle proprietà fagocitanti, le cellule sono state distinte in macrofagi e in microfagi: i primi sono in grado di assimilare cellule batteriche al completo, i microfagi, invece, solo parti corpuscolate o residui di cellule. Entrambi i tipi di cellule fagocitanti sono abbondantemente rappresentati nel corpo umano. Le funzioni a cui tali elementi sono deputati sono: difesa contro i germi e i microorganismi patogeni in genere, eliminazione di pulviscolo atmosferico che attraverso la respirazione perviene negli alveoli polmonari, eliminazione di detriti da organi in via di decomposizione (come avviene per esempio nella metamorfosi di alcuni animali) e infine l'assorbimento dei processi infiammatori. Il meccanismo principale per mezzo del quale la cellula si nutre avviene attraverso l'assorbimento di particelle liquide. A tale riguardo, la membrana cellulare svolge una funzione fondamentale. Essa si comporta infatti, come una membrana semipermeabile, come un filtro, permettendo il passaggio di determinate sostanze e non di altre, anche se con notevole affinità chimica. Si è notato inoltre che la disponibilità ad assorbire della membrana varia a seconda dello stato funzionale in cui essa si trova: per esempio, se la cellula, in un determinato stato, non avrà bisogno di lipidi, pur potendoli assorbire, non li introdurrà, in quanto il suo fabbisogno è per il momento espletato.

Movimento cellulare

La capacità delle cellule di spostarsi in un ambiente liquido o aeriforme, avviene attraverso movimento diretto o indiretto. Il movimento indiretto si ha del tutto passivamente, per mezzo del vento (è il caso del polline), per mezzo dell'acqua, oppure con il torrente circolatorio. Un tipo speciale di moto indiretto è il movimento browniano, che si esplica con l'urto delle cellule con molecole colloidali contenute in un mezzo; tale tipo di movimento è molto irregolare (a zig-zag). Il movimento diretto è caratteristico di talune cellule che per esplicarlo devono possedere alcune peculiarità: cellule ameboidi, cellule ciliate, cellule muscolari.

Il moto delle cellule ameboidi è caratterizzato dall’emissione di propaggini di sostanza cellulare (gli pseudopodi). Queste propaggini possono essere emesse in qualsiasi punto della parete cellulare, ma quando vengono estroflesse in una determinata direzione e sempre in quella, permettono piccoli spostamenti della cellula. Con questo meccanismo si muovono i leucociti, le cellule migranti del connettivo, gli istiociti e i monociti. La velocità di movimento non è superiore a pochi micron al minuto. Le cellule ciliate e flagellate sono invece in grado di eseguire il cosiddetto movimento vibratile, per mezzo di organuli a filamento impiantati stabilmente nelle cellule, detti flagelli e ciglia. I flagelli sono un elemento classificatore di un’ intera classe di Protozoi detti appunto Flagellati: nell'uomo si riscontrano solo nello spermatozoo; le ciglia sono invece molto più frequenti nelle cellule, sia del regno animale che vegetale: nell'uomo si trovano sulla parte libera di cellule tappezzanti le vie respiratorie, l'utero, la tuba, i dotti efferenti del testicolo. Ogni ciglia possiede all'interno del citoplasma un corpiciattolo su cui si fissa, detto corpuscolo basale.

I filamenti eseguono due tipi di movimento: uno rotatorio, per cui il flagello si avvita su se stesso, ed uno oscillatorio, simile a quello della coda di pesce; il risultato di questi movimenti può essere sia una propulsione della cellula, che una retrazione.

L'ultimo tipo di movimento cui le cellule sono soggette è il movimento muscolare: a tale moto sono soggette solamente le cellule muscolari lisce e striate e consiste nella contrazione di particolari elementi differenziati contenuti all'interno della cellula detti miofibrille. La contrazione delle miofibrille, e di conseguenza di tutta la cellula muscolare, non è mai spontanea ma avviene sempre in seguito a un eccitamento dovuto ad impulsi nervosi.

Adattabilità cellulare

Con questo termine si intende la capacità di una cellula di poter reagire agli stimoli dell'ambiente esterno e di potersi adattare ad esso in modo da realizzare le migliori condizioni vitali. Gli stimoli possono essere di varia natura e non necessariamente dannosi alla vita cellulare; a seconda, appunto, della dannosità o meno dello stimolo, la cellula risponde con un movimento che può essere di orientazione (tropismo) oppure di allontanamento (tassì). Sia il tropismo, che la tassi possono essere negativi qualora la cellula si allontani rifiutando lo stimolo, oppure positivi se l’elemento si avvicina alla sorgente dello stimolo. Una particolare menzione merita la chemiotassi, cioè il movimento cellulare verso una determinata sostanza chimica che si trovi in maggior concentrazione utile (chemiotassi positiva) oppure l'allontanamento da essa (chemiotassi negativa).

Riproduzione cellulare

La divisione cellulare è un processo essenziale per la continuazione della specie: infatti in tutti gli esseri viventi, sia animali, che vegetali, le cellule non possono originarsi che per la divisione di cellule madri precedenti. Ad individuo già concepito la divisione cellulare porta alla sua morfogenesi, vale a dire che sull'uovo fecondato si edificano tutti gli abbozzi embrionali che daranno luogo ai singoli organi: è il mezzo del suo accrescimento attraverso il quale da un individuo neonato di piccola mole si arriva all'individuo maturo. Infine, la divisione cellulare è l'unico mezzo a disposizione dell'essere vivente per la riparazione delle perdite avvenute per ragioni fisiologiche o per traumi. Due sono le modalità della riproduzione cellulare: la divisione diretta o amitosi e la divisione indiretta o mitosi o cariocinesi.