têm três funções principais. Um é estabelecer limites físicos para processos biológicos que permitam à célula realizar diferentes atividades metabólicas ao mesmo tempo. Isto pode incluir manter certas biomoléculas dentro de uma região, ou manter outras moléculas fora. Dentro dos compartimentos ligados à membrana, pH intracelular diferente, sistemas enzimáticos diferentes, e outras diferenças são isoladas de outras organelas e citosol. Com mitocôndria, o citosol tem um ambiente oxidante que converte NADH em NAD+. Com estes casos, a compartimentalização é física.
outro é gerar um micro-ambiente específico para regular espacialmente ou temporalmente um processo biológico. Como exemplo, um vacuole de levedura é normalmente acidificado por transportadores de prótons na membrana.
um terceiro papel é estabelecer locais específicos ou endereços celulares para os quais os processos devem ocorrer. Por exemplo, um fator de transcrição pode ser direcionado para um núcleo, onde pode promover a transcrição de certos genes. Em termos de síntese proteica, as organelas necessárias estão relativamente próximas umas das outras. O nucléolo dentro do envelope nuclear é a localização da síntese dos ribossomas. O destino dos ribossomas sintetizados para a tradução de proteínas é o retículo endoplásmico bruto (er rugoso), que está ligado e compartilha a mesma membrana com o núcleo. O corpo de Golgi também está perto da ER rugosa para embalagem e redistribuição. Da mesma forma, a compartimentalização intracelular permite locais específicos de funções celulares eucarióticas relacionadas isoladas de outros processos e, portanto, eficientes.