除去能分辨的細胞器和顆粒以外的細胞質中膠態的基底物質。細胞膜以內、細胞核以外的全部物質稱為細胞質。隨觀察方法、研究手段的改進，細胞質基質的涵義有所改變。顯微水準上稱為透明質或細胞液；亞顯微水準上稱為細胞質基質；細胞生化上稱為胞質溶膠，即細胞勻漿經超速離心除去所有細胞器和顆粒後的上清液部分。
胞胞質溶膠約占細胞總體積55%，其中存在幾千種酶。大多數中間代謝（包括糖酵解、糖原異生作用以及糖、脂肪酸、核苷酸和氨基酸的合成）都是在胞質溶膠中進行的。胞質溶膠內約20%是蛋白質。許多蛋白質可能直接或間接地與細胞骨架相結合，蛋白質分子之間也可能有選擇性的親和。因此，細胞質基質實質上是一個在不同層次均有高度組織結構的系統，而不是一種簡單的溶液。然而，在普通透射電子顯微鏡下卻看不到細胞質基質內的有形構造。
20世紀70年代美國細胞生物學傢K.R.波特用高穿透力的高壓電子顯微鏡觀察經戊二醛固定的離體培養的細胞，才在細胞基質內發現微梁網絡。於是便把基質分為兩個部分：①微梁網絡，分佈在整個細胞中，由蛋白質性質的微梁纖維構成；②水狀的網絡空間，其中溶解或懸浮著多種小分子，如糖、氨基酸、無機鹽等。微梁網絡的邊緣附著在細胞的質膜上，並與微管、微絲等細胞骨架成分交織成為網架，支掛著內質網、線粒體等細胞器。遊離的多核糖體則懸於微梁網絡的交叉點上。整個細胞質呈現復雜的結構秩序（見圖）。
高壓電子顯微鏡下看到微梁附著在貫穿其間的微管以及線粒體和細胞膜上細胞質基質
有人先用去垢劑處理細胞，去除可溶性蛋白質，再用改良的水幹法制備細胞標本，在電子顯微鏡下就看不到微梁結構。若不經去垢劑處理，則出現微梁網絡。因此，微梁網絡是否真正存在還不能確定。