תאים הם היחידות הבסיסיות של כל האורגניזמים החיים. בטבע קיים מגוון עצום של סוגי תאים – החל בתאי אורגניזמים חד־תאיים, כמו חיידקים ושמרים, ועד מאות סוגים שונים של תאים ייחודיים המרכיבים את האורגניזמים הרב־תאיים, ובכללם צמחים ובעלי חיים. למרות השונות בגודל, במבנה ובתכונות הביוכימיות, קיים גם דמיון רב בין סוגי התאים השונים. דמיון זה משקף את מוצאם המשותף של התאים מאותו אב קדמון ואת כוחה של האבולוציה לשמר תכונות מועילות לאורך פרקי זמן ארוכים. מאידך גיסא, השונּות בין התאים מדגימה את יכולתם להתפתח ולהתאים את עצמם לתנאי סביבה ולצרכים משתנים. הביולוגיה של התא היא תחום מחקר העוסק במבנה התאים, בתכונותיהם הפיזיולוגיות, באינטראקציות שלהם עם סביבתם ובתפקידם כחלק ממערכות ביולוגיות מורכבות, כגון איברים או האורגניזם השלם.