细胞质内除去细胞器和内含物以外的胶状物质。即生化学家用分级离心法得到的上清液部分，又称细胞溶质。

最初，细胞质基质仅指光镜下能看到的所有细胞器以外的透明质部分。以后在电镜下发现，细胞质基质中还含有许多细胞器，如由微管、微丝、居间丝相互交错成网的细胞骨架，它对细胞运动和形态建成均有重要作用。20世纪70年代，美国细胞学家波特（K. R.Porter）在高压电镜下，观察到细胞质基质中还存在更为纤细的微梁网络系统（见图）。

细胞质基质的主要组成成分是蛋白质，占20～25%，包括糖酵解、脂肪酸合成、核苷酸代谢及氨基酸活化所需要的酶类。还有脂类、糖类、无机盐及转移核糖核酸（tRNA）、信使核糖核酸（mRNA）和蛋白质合成的有关因子。细胞质基质呈复杂的胶体性质，可因环境条件的变化，在溶胶态与凝胶态间互为转换。

细胞微梁网络模式图

细胞质基质充满细胞，因此是内膜系统和细胞器的内环境，同时这些膜性结构和细胞器的基本组成成分都依靠细胞质基质提供，所以又是它们形态发生的源泉。

根据波特（K.R.Porter）等的观察，微梁网络在细胞内可随细胞生理功能和细胞环境的改变而变化。如低温（4℃）时培养细胞呈球状，与此相应的内部骨架系统发生有序拆卸，首先是微管，然后微丝，最后是微梁网络（虽然不完全）解体；37℃下5分钟后又重新构建而恢复原状。微梁网络在细胞内可能有组织细胞质基质内各种代谢酶的作用，如糖酵解途径中有关的酶，并非随机地与微梁网络相结合，而是有序地排列，使一个酶将其反应产物就近传给代谢途径中的下一个酶作为底物，不与膜结合的酶也有可能在空间协作起来。在蛋白质合成中，游离核糖体位于微梁网络的交叉处，蛋白质一旦被制造出来，就结合于微梁网络，然后以非随机方式提供微管、微丝或其他细胞结构的受控装配。另外细胞内色素颗粒的集散，可能也与微梁网络的变化有关。但至今从细胞质成分中尚未分离到组成微梁网络所特有的蛋白质，因此对它的存在尚有争议。