동식물의 세포에서 살아 있는 부분. 생명에 필요한 대사기능을 행하는 부분. 세포질과 핵질(核質)로 구성된다.

원형질은 세포막에 의해 세포 밖의 환경과는 격리되어 있으나 능동수송으로 에너지 물질을 취하고 대사물질을 배출하며 항상성(恒常性)을 유지하면서 활발한 생명활동을 영위하고 있다.

이 명칭은 1840년 체코슬로바키아의 동물생리학자 J. E. 푸르키녜가 동물세포에 대해, 46년에 독일의 식물학자 H. V. 몰이 식물세포에 대해 그 내용물을 프로토플라즈 (protoplasma)라고 처음 명명한 데서 비롯되었다.

이처럼 이 명칭이 넓은 의미로 사용된 까닭은 당초의 광학현미경에 의한 관찰로는 세포의 속을 자세하게 알 수 없어 비교적 균질이라고 생각하고 있었기 때문이다.

그 후 원형질은 핵막으로 둘러싸인 핵질과 그 바깥쪽에 있는 세포질로 구분되었고 나아가 전자현미경에 의한 세포상(細胞像)은 여러 종류의 세포소기관(細胞小器官)과 그 밖의 막구조 ·섬유구조 등에 의해 고도로 조직화되어 있고 끊임없이 다이내믹한 변화가 일어나고 있음이 명확하게 밝혀졌다.

이에 따라 원형질을 구성하는 각 부분을 분리해서 행하는 연구가 진척되어 원형질에 대한 초기의 광범한 의미는 축소되었고 단순히 살아 있는 부분만을 의미하게 되었다.

세포 안에는 살아 있는 부분, 즉 원형질 이외에 후형질(後形質)이라는 부분이 있으며 원형질이 2차적으로 변형된 것으로 생명현상과 직접적인 관계가 없는 것을 말한다.

식물의 세포벽·색소·저장물질·액포·분비 과립(顆粒) 등이 해당한다.

이 밖에 원형질이 특수한 기능과 연관되어 중심체·방추사 같은 특유의 구조를 나타내기도 하는데, 이를 이형질(異形質)이라 한다.

그러나 하나의 세포 안에서 원형질과 후형질을 쉽게 구분할 수 없는 경우도 많다.

원형질은 물의 분산매(分散媒)로 하는 다분산계(多分散系)이며 분자 분산계(무기염·저분자화합물의 용액)·콜로이드계(고분자화합물)·조대 분산계(粗大分散系 ; 세포소기관·불용성 물질)의 3계를 포함한다.

원형질의 일반적인 화학조성은 물(75~85%)·단백질(10~20%)·지질(2~3%)·리보핵산(0.7%)· 디옥시리보핵산(0.4%), 그 밖의 유기물(0.4%) 및 무기물(1.5%) 등이다.

보통 건강하고 물질대사가 활발한 세포에서는 물의 함량이 많다.

무기화합물은 원형질안의 수소이온의 농도 조절, 삼투압 조절에 관여하는 경우가 많다.

원형질의 물리적 특성으로는 탄성·점성이 있고 팽윤하기 쉬우며, 유동복굴절(流動複屈折)을 나타내는 것이 있다.

세포 주변부의 원형질 외질(外質)은 점성이 높은 원형질 겔, 내질(內質)은 외질에 비해 점성이 낮은 원형질 졸 상태가 있다.

원형질 겔은 원형질 졸 사이에 가역적인 전환을 하는데, 이 전환은 아메바 운동·엔도시토시스(세포막의 유동에 의해 외부로부터 물질을 취하는 작용) 등의 세포운동에 중요한 작용을 한다고 생각된다.

이러한 원형질 유동은 미세한 섬유의 주행(走行)에 의해 좌우된다.

원형질 겔은 광학현미경 아래에서는 투명하고 균질로 보인다.

원형질의 탄성·점탄성·점성·삼투압·콜로이드 삼투압 등은 세포의 물리적 특성에 중요한 의미를 가진다.

생명의 기원을 연구하는 것은 원형질 형성의 기원을 연구하는 것이다.

A. I. 오파린의 코아세르베이트나 S. W. 폭스의 프로테이노이드 마이크로스피어는 그것을 설명하려는 가설적 모델로서 모두 대사활동에 필요한 촉매작용, 생활물질의 축적과 성장 등을 행하는 것이다.