細胞膜の外側にある厚さ5～100 nm の構造で，セルロースの微小繊維(ミクロフィブリル)と，その間隙を満たす多糖類や水を主成分としたマトリックスから構成される．マトリックスは水和しており，二酸化炭素やイオンなどの溶質はこの中を拡散によって移動する．細胞伸長を行っている細胞の細胞壁(一次壁)は体積の大半がマトリックスで占められる．一般に，細胞壁は細胞膜と比べると，小さな溶質の透過性は高いとされている．
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