Los compartimentos tienen tres funciones principales. Una es establecer límites físicos para los procesos biológicos que permiten a la célula llevar a cabo diferentes actividades metabólicas al mismo tiempo. Esto puede incluir mantener ciertas biomoléculas dentro de una región o mantener otras moléculas fuera. Dentro de los compartimentos unidos a la membrana, diferentes pH intracelulares, diferentes sistemas enzimáticos y otras diferencias se aíslan de otros orgánulos y citosol. Con las mitocondrias, el citosol tiene un ambiente oxidante que convierte el NADH en NAD+. En estos casos, la compartimentación es física.
Otra es generar un microambiente específico para regular espacial o temporalmente un proceso biológico. Por ejemplo, una vacuola de levadura es normalmente acidificada por transportadores de protones en la membrana.
Un tercer rol es establecer ubicaciones específicas o direcciones celulares para las que deben ocurrir los procesos. Por ejemplo, un factor de transcripción puede dirigirse a un núcleo, donde puede promover la transcripción de ciertos genes. En términos de síntesis de proteínas, los orgánulos necesarios están relativamente cerca unos de otros. El nucléolo dentro de la envoltura nuclear es la ubicación de la síntesis de ribosomas. El destino de los ribosomas sintetizados para la traducción de proteínas es el retículo endoplásmico rugoso (ER áspero), que está conectado y comparte la misma membrana con el núcleo. El cuerpo de Golgi también está cerca de la sala de emergencias para empaquetar y redistribuir. Del mismo modo, la compartimentación intracelular permite sitios específicos de funciones celulares eucariotas relacionadas aisladas de otros procesos y, por lo tanto, eficientes.