细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，其结果是在空间上细胞产生差异，在时间上同一细胞与其从前的状态有所不同。
细胞分化的本质是基因组在时间和空间上的选择性表达，通过不同基因表达的开启或关闭，最终产生标志性蛋白质。
细胞分化只发生在多细胞生物的发育过程中。一般情况下，细胞分化过程是不可逆的。
例如，在小鼠受精卵的发育中，卵细胞分裂至一定阶段时，其中的各个细胞开始出现形态和功能的分化，形成胚胎。其中一部分细胞经过多次分裂增殖后，组成小鼠的头部，再进一步分化成脑、眼、耳、口等的组成细胞；另一部分组成身体，再进一步分化为四肢、身体的内部各种器官等。还有一部分细胞会分化长成小鼠的皮肤等。
这些细胞都是通过细胞分化，变成为形态和功能各不相同的细胞，各自承担不同的作用，组成不同的器官和系统。这些细胞一旦分化完成，就回不去了。肝细胞不能变成心肌细胞，皮肤细胞也成不了脑细胞，所以说，细胞分化过程不可逆。
细胞分化的概念是什么