El sistema de endomembranas (SE) está formado por un conjunto de bolsas  y túbulos membranosos, que recorren el citoplasma.

Funciona a la vez como una fábrica y como un sistema de transporte.

Como una fábrica, pues allí se elaboran muchas sustancias que serán usadas dentro o fuera de la célula. Estas se almacenan temporariamente en el interior del sistema, que es un compartimiento separado del citosol.

Como un sistema de transporte: las sustancias elaboradas en el SE circulan por las cavidades del mismo y desde un sector a otro del sistema, hasta que llegan a su destino final, que muchas veces es el exterior de la célula. El transporte de un sector a otro es realizado por las vesículas. Estas son pequeñas bolsas membranosas que se desprenden por brotación desde los túbulos o cisternas. Una vez liberadas, las vesículas con su cargamento son desplazadas por el citoplasma.

Los componentes principales del SE son: el retículo endoplasmático liso (REL), el retículo endoplasmático rugoso o granular (REG) y el aparato de Golgi.

• El REL, de aspecto tubuloso,  tiene a su cargo la síntesis  de lípidos, por ejemplo los fosfolípidos que se necesitan para construir todas las membranas.
• El REG presenta ribosomas adheridos a la cara externa de sus cisternas; estos son los que le confieren el aspecto rugoso o granular. El REG se halla en comunicación con la cisterna perinuclear, cavidad comprendida entre las dos membranas de la envoltura nuclear. En el REG se sintetizan tres clases de proteínas: las enzimas que se incorporan a los lisosomas, las proteínas de las membranas, y las exportadas como productos de secreción.
• El aparato de Golgi es un conjunto de cisternas circulares, aplanadas, rodeadas por vesículas. Los productos sintetizados en ambos retículos viajan por medio de vesículas de transporte hasta el aparato de Golgi. Este es la estación terminal del sistema, donde los productos son acabados y derivados a su destino. El aparato de Golgi  concentra y “embala” los productos ya terminados en nuevas vesículas, llamadas gránulos de secreción. Estos llevan su cargamento hasta la membrana plasmática y al exterior de la célula.

• Los lisosomas son organelas citoplasmáticas originadas en el aparato de Golgi. Poeen una membrana y contienen enzimas digestivas sintetizadas en el REG. Participan en la digestión de alimentos y también en la autofagia, es decir la digestión de organelas celulares.
• En las células vegetales, además de las vesículas de transporte y de secreción, se presentan grandes vesículas  llamadas vacuolas. Su función principal es la reserva de agua. También contienen enzimas, esencias, sales y pigmentos.