الهيكل الخلوي (بالإنجليزية: cytoskeleton) هو عبارة عن دعامة أو هيكل بروتيني موجود مثل جميع العضيات الأخرى ضمن السيتوبلاسم. يوجد الهيكل الخلوي في جميع الخلايا الحية النباتية والحيوانية إضافة إلى خلايا طلائعيات النوى وحقيقيات النوى. ويشكل بنية حركية تحافظ على شكل الخلية، وتمكن بعض أنواع البكيريا من الحركة مستخدمةً السياط (flagella) أو الأهداب (cilia)، كما وتلعب دورا أساسيا في النقل والحركة داخل الخلية مثل نقل الحويصلات وحركة العضيات في السيتوبلاسم، ويقوم الهيكل الخلوي بدور أساسي في عملية الانقسام الخلوي وفي ثبات شكل الخلية وفي الثبات العام للانسجة.