生物學的一個分支學科，是著重研究有關細胞結構和功能的領域，廣義的，也包括把發生、免疫、致癌等更高級的生命現象，從其細胞的基礎上來加以闡明的研究領域。關于細胞中的各種結構（細胞器）的功能，在1930年以前，只不過是從光學顯微鏡下所看到的形態和染色特性等來推測，但是，自1934年R．R．Bensley和N．L．Hoerr利用細胞分區法，從細胞的勻漿中單獨提取大量的線粒體獲得成功以來，才有可能對各種細胞器的功能直接進行生物化學和生物物理學的研究。另外，由于電子顯微鏡及其鏡檢制作技術的發展，有關細胞器形態的知識也飛速地增加。還由于在光學顯微鏡和電子顯微鏡的水平上進行的細胞化學、免疫細胞化學、放射自顯術的發展，以及相差顯微鏡、偏光顯微鏡和顯微解剖器等的產生，已有可能把有關細胞器結構的形態知識與生理、生化知識聯系起來。其結果，使得對細胞結構和功能的理解超越了以往細胞學的范圍，以往的細胞學主要是依據固定和染色作為形態學的研究手段，而現在認識到必須更多地運用其他自然科學各個領域的方法和概念。另一方面，近年來，已有可能對各個活細胞或活細胞群進行實驗，其結果認識到細胞不僅是生物體的結構單位，而且是代謝、生理、發生、遺傳、進化等一切生命現象的發源地。事實上，由于擴大了有關細胞結構和功能的知識，以及發展了組織和細胞培養法，才有可能在細胞水平上分析發生、免疫等高級生命現象，并由于這種研究的發展，對細胞本身的理解也正在更加深入。于是就采用了細胞生物學這一名稱，它概括了在細胞或亞細胞水平上探討生命現象的各領域，其含義比細胞學更廣泛。
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