A diferenciação celular é o processo pelo qual uma célula menos especializada se torna um tipo de célula mais especializado. É parte da biologia do desenvolvimento. Tecidos diferentes têm tipos diferentes de organelas dentro das células.
A diferenciação ocorre muitas vezes durante o desenvolvimento de um organismomulticelular. O organismo muda de um único zigoto para um sistema complexo de tecidos e tipos de células. A diferenciação também é um processo comum em adultos: as células-tronco adultas se dividem para produzir células filhas totalmente diferenciadas durante a reparação de tecidos e durante a rotação normal das células.
A diferenciação muda drasticamente o tamanho, a forma, a atividade metabólica e a resposta aos sinais de uma célula. Estas mudanças são em grande parte devidas a mudanças na expressão gênica. Com algumas exceções, a diferenciação celular quase nunca envolve uma mudança na própria seqüência de DNA. Envolve, sim, o desligamento de muitos genes não necessários em um tecido em particular. Assim, as células em tecidos diferentes podem ter características físicas muito diferentes, apesar de terem o mesmo genoma.
A potência celular é a capacidade de uma célula de se diferenciar em outros tipos de células. Uma célula que é capaz de se diferenciar em muitos tipos de células é conhecida como pluripotente. Tais células são chamadas células-tronco em animais e células meristemáticas em plantas superiores. Uma célula que é capaz de se diferenciar em todos os tipos de células é conhecida como totipotente. Em mamíferos, apenas o zigoto e as células embrionárias precoces são totipotentes, enquanto em plantas muitas células diferenciadas podem se tornar totipotentes com técnicas de laboratório simples.
