Органели, де синтезуються органічні сполуки, включають мітохондрії, хлоропласти та ендоплазматичну сітку ретикулум. В мітохондріях відбувається синтез енергозабезпечувальної молекули АТФ, в хлоропластах відбувається синтез глюкози та інших вуглеводів за допомогою фотосинтезу, а в ендоплазматичній сітці ретикулум синтезуються білки та ліпіди.