식물 세포나 미생물 세포의 바깥쪽 표면을 덮고 있는 막. 생활작용이 없는 세포의 두터운 형질이다.

동물에는 없고 식물 세포에서도 편모류 · 정자 · 유주자(遊走子)에서는 볼 수 없다.

세포벽은 세포 분열 때 적도면에 생기는 중엽과 내측에 생기는 1차벽으로 구성되며 중엽은 주로 펙틴질로 되어 인접된 세포와의 접착물이고 1차벽은 주로 섬유소(셀룰로오스)로 되어 있다.

오래 되면 리그닌이 2차적으로 섬유소에 첨가되어 목화(木化)되거나, 수베린 · 쿠틴 등이 첨가되어 코르크화 또는 쿠틴화되기도 한다.

〔성분과 구성〕세포벽의 구조적 기본단위는 마이크로피브릴(microfibril)이다.

약 200개의 셀룰로오스분자 사슬의 묶음이며 전자현미경으로 관찰할 때 1차벽은 마이크로피브릴이 불규칙적인 그물 모양 배열로 나타나지만 2차벽은 이들이 평행으로 배열된 층이 여러 겹으로 나타난다.

중엽층에는 마이크로피브릴이 없다.

1차벽의 화학조성은 셀룰로오스(20~60%) · 헤미셀룰로오스(30~70%) · 키틴질(5~25%)을 주성분으로 하고, 소량의 글리코펩티드가 포함되어 있다.

셀룰로오스는 피브릴 구조를 만들며, 다른 것은 친수성의 겔로서 마이크로피브릴 사이에 묻혀 있다.

세포가 성장함에 따라 조직의 종류에 의해 리그닌 · 키틴 · 밀랍물질 · 수베린 또는 무기염류가 침착한다.

물관부의 물관세포 · 헛물관세포에서는 특히 리그닌의 불균등한 침착이 뚜렷하고, 특징적인 무늬가 나타난다.

마이크로피브릴 배열의 양식은 세포의 종류나 성숙도에 따라 여러 가지로 나뉜다.

원통형의 유(柔)세포에서는 늘어나는 방향에 대해 수직으로 분포하는 경향이 있으며 세포벽이 다층화해 갈 때는 그 배치가 층마다 변화한다.

마이크로피브릴 배열의 이방성(異方性) 때문에 세포벽은 편광현미경으로 관찰하면 강한 복굴절(複屈折)이 나타난다.

관다발식물 · 이끼식물의 세포벽은 마이크로피브릴을 가지나, 조류(藻類) 중 녹조류의 청각목(目)과 홍조류에는 없다.

또한 세포벽은 세포질과도 밀접한 관계가 있는데, 단백질은 보통 미량 포함되어 있고 아미노산인 히드록시프롤린이 1차벽의 구성성분으로 들어 있다.

세포벽의 단백질과 다당류는 공유(共有)결합을 하여 당단백질을 합성하는데, 당단백질의 증가는 세포벽 신장 생장의 정지와 관계가 깊다.

이외에도 세포벽은 합성 · 전달 및 세포벽 거대분자의 가수분해 외에 세포외 대사를 세포내 대사로 전환 · 촉진하는 일과 관계되는 효소도 가지고 있다.

세포벽에 존재하는 효소의 세포화학적인 성상은 산성 포스파타제와 과산화효소임이 밝혀졌다.