Według teorii endosymbiozy komórki eukariotyczne powstały w wyniku pochłonięcia małych komórek bakteryjnychz zdolnymi do oddychania tlenowego lub przeprowadzania fotosyntezy przez większe komórki cudzożywne. Bakterie te nie uległy jednak strawieniu i pomiędzy nimi a komórką gospodarza powstała symbioza. Dzięki temu stały się one organellami komórkowymi. Cudzożywne bakterie tlenowe przekształciły się w mitochondria, a bakterie fotosyntetyzujące w chloroplasty.
Komórki eukariotyczne charakteryzują się obecnością takich organelli komórkowych jak mitochondria i chloroplasty. Organelle te mają pochodzenie bakteryjne, o czym świadczy obecność kolistego DNA przypominającego chromosom bakteryjny oraz rybosomów podobnych do bakteryjnych. Dodatkowo otoczone są podwójną błoną oraz ulegają podziałom podobnym do podziałów komórek bakteryjnych.