Las células eucariotas se originaron a partir de las células procariotas (bacterias), que son menos complejas, por lo que las primeras se consideran las antecesoras de los organismos pluricelulares.
Según esta teoría, las mitocondrias y los cloroplastos constituyeron en el pasado formas libres de células primitivas procariotas. Estas células fueron englobadas e incorporadas por otras células procariotas. En realidad se propone que fue una mala digestión, es decir, que éstas células procariotas las fagocitaron, pero no fueron capaces de digerirlas.Así quedaron en el interior de la célula precursora de las eucariotas, que con el tiempo se hicieron simbiontes y llegaron hasta nuestros días transformadas en organelos celulares, de tal manera que pasaron a ser huéspedes permanentes de bacterias más grandes y se estableció una simbiosis (establecieron una relación mutualista) entre estos distintos tipos de organismos, lo cual acabó por originar los primeros seres unicelulares eucariotas, manteniéndose esta relación hasta nuestros días gracias a la capacidad hereditaria de tal asociación.
La Teoría de la endosimbiosis de Lynn Margulis (también conocida como Teoría de la Endosimbiosis Serial TES), explica cómo se origina una célula con organelos de membrana, como la mitocondria y el cloroplasto