Hücresel farklılaşma, daha az özelleşmiş bir hücrenin daha özelleşmiş bir hücre tipine dönüşmesi sürecidir. Gelişimsel biyolojinin bir parçasıdır. Farklı dokularda hücrelerin içinde farklı türde organeller bulunur.
Farklılaşma, çok hücreli bir organizmanın gelişimi sırasında birçok kez meydana gelir. Organizma tek bir zigottan karmaşık bir doku ve hücre tipleri sistemine dönüşür. Farklılaşma yetişkinlerde de yaygın bir süreçtir: yetişkin kök hücreleri93713, doku onarımı sırasında ve normal hücre döngüsü sırasında tamamen farklılaşmış yavru hücreler yapmak için bölünür.
Farklılaşma bir hücrenin boyutunu, şeklini, metabolik aktivitesini ve sinyallere karşı duyarlılığını önemli ölçüde değiştirir. Bu değişiklikler büyük ölçüde gen ifadesindeki değişikliklerden kaynaklanır. Birkaç istisna dışında, hücresel farklılaşma neredeyse hiçbir zaman DNA dizisinin kendisinde bir değişiklik içermez. Belirli bir dokuda ihtiyaç duyulmayan birçok genin kapatılmasını içerir. Bu nedenle, farklı dokulardaki hücreler aynı genoma sahip olmalarına rağmen çok farklı fiziksel özelliklere sahip olabilirler.
Hücre potansiyeli, bir hücrenin diğer hücre tiplerine farklılaşma yeteneğidir. Birçok hücre tipine farklılaşabilen bir hücre pluripotent olarak bilinir. Bu tür hücreler hayvanlarda kök hücreler ve yüksek bitkilerde meristematik hücreler olarak adlandırılır. Tüm hücre tiplerine farklılaşabilen bir hücre totipotent olarak bilinir. Memelilerde sadece zigot ve erken embriyonik hücreler totipotent iken, bitkilerde birçok farklılaşmış hücre basit laboratuvar teknikleri ile totipotent hale gelebilir.
