Het belangrijkste bestanddeel van plantencelwanden is cellulose, een polysacharide die zich herhalende eenheden glucose omvat. Cellulosemoleculen aggregeren tot microfibrillen, verder gebundeld om grotere structuren te vormen die bekend staan ​​als cellulosemacrofibrillen. Deze macrofibrillen zijn ingebed in een matrix van hemicellulose, pectine en lignine. Hemicellulose is een diverse groep polysachariden die cellulosemicrofibrillen verknopen, waardoor de celwand flexibel en sterk wordt. Pectine is een complex polysacharide dat een gelachtige substantie vormt, die bijdraagt ​​aan de celadhesie en het vasthouden van water. Lignine, een fenolpolymeer, wordt voornamelijk aangetroffen in de secundaire celwanden van houtachtige planten en zorgt voor stevigheid en waterdichtheid. Over het algemeen varieert de samenstelling van celwanden afhankelijk van de plantensoort en het specifieke weefseltype, met variaties in de relatieve hoeveelheden en soorten cellulose, hemicellulose, pectine en lignine.