同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程.其结果是在空间上细胞之间出现差异,在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同.细胞分化是从化学分化到形态、功能分化的过程.
从分子水平看,细胞分化意味着各种细胞内合成了不同的专一蛋白质（如水晶体细胞合成晶体蛋白,红细胞合成血红蛋白,肌细胞合成肌动蛋白和肌球蛋白等）,而专一蛋白质的合成是通过细胞内一定基因在一定的时期的选择性表达实现的.因此,基因调控是细胞分化的核心问题.
特点 正常情况下,细胞分化是稳定、不可逆的.一旦细胞受到某种刺激发生变化,开始向某一方向分化后,即使引起变化的刺激不再存在,分化仍能进行,并可通过细胞分裂不断继续下去
细胞分化中基因表达的调节控制是一个十分复杂的过程,在蛋白质合成的各个水平,从mRNA的转录、加工到翻译,都会有调控的机制.在DNA水平也存在调控机制（如基因的丢失、放大、移位重组、修筛以及染色质结构的变化等）.不同的细胞在其发育中的基因表达的调节控制不同；相同的细胞在其发育的各阶段中,调节控制的机制不同.