เนื่องจากการแลกเปลี่ยน ออกซิเจน สารอาหาร และของเสียกับสิ่งแวดล้อม
ภายนอกเซลล์จะเกิดได้ดี มีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อเซลล์นั้นมีอัตราส่วนของพื้นที่ผิว
ต่อปริมาตรสูง ซึ่งหมายถึง เซลล์นั้น ๆ มีพื้นที่ผิวที่ใหญ่พอสำหรับการแลกเปลี่ยน
หรือถ่ายเทสารให้ทั่วถึงปริมาตรทั้งหมดของเซลล์ และเซลล์ที่มีขนาดเล็กจะมีอัตราส่วน
ของพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูงกว่าเซลล์ที่มีขนาดใหญ่ ยกตัวอย่าง เช่น ถ้าขนาดของเซลล์ซึ่ง
วัดโดยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้น 10 เท่า พื้นที่ผิวจะเพิ่มขึ้นประมาณ 100 เท่า
ในขณะที่ปริมาตรจะเพิ่มขึ้นประมาณ 1,000 เท่า ดังนั้นเซลล์ยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้นเท่าใด
ยิ่งจะมีอัตราส่วนของพื้นที่ผิวต่อปริมาตรลดลง
             ตัวอย่างการคำนวณเช่น ถ้าเส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์ 2 ชนิดมีขนาด 1 ซม.
และ 10 ซม. ดังนั้น พื้นที่ผิว( 4r2 ) เท่ากับ 3.14 ตร.ซม. และ 314.16 ตร.ซม. ตามลำดับ  
ปริมาตร ( r3 ) เท่ากับ 0.524 ลบ.ซม. และ 523.599 ลบ.ซม. ดังนั้นพื้นที่ผิวต่อปริมาตร
ประมาณ 5.99 : 1 และ 0.6 : 1
            อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตที่มีขนาดใหญ่กว่าสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งนั้นไม่ได้มี
ีเซลล์ขนาดใหญ่กว่าแต่มีจำนวนเซลล์ที่มากกว่า





รูปที่ 3.7 ขนาดของโมเลกุล เซลล์ไวรัส แบคทีเรีย เซลล์สัตว์ และเซลล์พืช