Les compartiments ont trois rôles principaux. La première consiste à établir des limites physiques pour les processus biologiques qui permettent à la cellule d’effectuer différentes activités métaboliques en même temps. Cela peut inclure le maintien de certaines biomolécules dans une région ou le maintien d’autres molécules à l’extérieur. Dans les compartiments liés à la membrane, différents pH intracellulaires, différents systèmes enzymatiques et d’autres différences sont isolés des autres organites et du cytosol. Avec les mitochondries, le cytosol a un environnement oxydant qui convertit le NADH en NAD +. Avec ces cas, la compartimentation est physique.
Une autre consiste à générer un micro-environnement spécifique pour réguler spatialement ou temporellement un processus biologique. A titre d’exemple, une vacuole de levure est normalement acidifiée par des transporteurs de protons sur la membrane.
Un troisième rôle consiste à établir des emplacements ou des adresses cellulaires spécifiques pour lesquels des processus doivent se produire. Par exemple, un facteur de transcription peut être dirigé vers un noyau, où il peut favoriser la transcription de certains gènes. En termes de synthèse protéique, les organites nécessaires sont relativement proches les uns des autres. Le nucléole à l’intérieur de l’enveloppe nucléaire est l’emplacement de la synthèse des ribosomes. La destination des ribosomes synthétisés pour la traduction des protéines est le réticulum endoplasmique rugueux (ER rugueux), qui est connecté et partage la même membrane avec le noyau. Le corps Golgi est également proche de l’ER rugueux pour l’emballage et la redistribution. De même, la compartimentation intracellulaire permet des sites spécifiques de fonctions cellulaires eucaryotes apparentées isolées d’autres processus et donc efficaces.