细胞壁作为植物细胞、真菌和细菌等结构的重要组成部分，主要起维持细胞形态、保护细胞内部结构、参与物质运输、提供机械支持以及调节细胞生长等作用。其功能多样且对生物体的生存发育至关重要。
1、维持细胞形态
细胞壁由纤维素、果胶等多糖构成，为细胞提供刚性支撑，防止细胞因吸水膨胀而破裂。例如植物细胞在高渗环境中仍能保持原有形态，正是细胞壁的支撑作用。
2、保护细胞内部结构
厚约0.1-10微米的细胞壁能有效阻挡病原体入侵，通过木质素等次生代谢产物增强抗病能力。研究发现，植物表皮细胞的角质层与细胞壁协同作用可减少90%以上的病原微生物穿透。
3、参与物质运输
细胞壁中存在直径约3.5-5.2纳米的微孔结构，这些通道允许水、离子和小分子物质自由通过，同时通过胼胝质沉积等机制动态调节物质通透性，实现选择性运输。
4、提供机械支持
细胞壁的抗张强度可达50-100MPa，相当于建筑用钢材的1/5。这种力学特性使植物能抵抗8级大风，实验数据显示去除细胞壁的原生质体其抗压能力会下降80%以上。
5、调节细胞生长
在细胞伸长阶段，扩张蛋白可暂时性弱化细胞壁网状结构，允许细胞体积增加约3-5倍。生长过程中细胞壁各组分按特定比例沉积，精确调控细胞的最终形态。
对于生物学研究者和学生而言，理解细胞壁的多重功能有助于深入认识生物体结构适应性。在实验室操作中需注意，不同物种细胞壁成分差异显著，如革兰氏阳性菌的肽聚糖层厚度可达20-80nm，而植物初生壁通常仅有0.1-0.2μm，这些结构差异直接影响细胞壁的提取和研究方法选择。