Il materiale di cui è composta una parete cellulare dipende dal tipo di organismo di cui fa parte la cellula. Piante, funghi, batteri e archaea hanno tutte pareti cellulari.
Molto spesso, le pareti cellulari sono associate alle piante. Le pareti cellulari delle piante hanno fino a tre strati: la lamella centrale, la parete cellulare primaria e la parete cellulare secondaria, ognuna diversa dalle altre per composizione. Lo strato più esterno è la lamella centrale, che è ricca di pectine e collanti adiacenti le cellule vegetali. Sotto questa è la parete cellulare sottile, flessibile ed estensibile, costituita da cellulosa, emicellulosa e pectina. Lo strato più interno è la spessa parete cellulare secondaria, che è composta da cellulosa, xilano e lignano.
Nei funghi, la parete cellulare è lo strato più esterno. Tre sostanze si combinano per formare pareti cellulari fungine: chitina, glucani e proteine.
Le pareti cellulari dei batteri sono costituite da peptidoglicano. Chiamata anche mureina, il peptidoglicano è costituito da catene polisaccaridiche reticolate da insoliti peptidi contenenti D-amminoacidi.
Ad eccezione di un gruppo di metanogeni, l'archaea ha quattro tipi di pareti cellulari, e non hanno il peptidoglicano. Il primo tipo di parete cellulare è costituito da pseudopeptidoglicano, il secondo tipo è composto da polisaccaridi, il terzo tipo è costituito da glicoproteina e il quarto tipo è costituito da proteine.
