多细胞生物在个体发育中由相同的细胞分裂发育成不同类型细胞的过程。由一个受精卵(单细胞合子)形成各种不同类型的细胞并把它们有组织地排列起来。使千万亿个细胞分工协作，各执行自己在整体生命活动中的机能过程。细胞分化是遗传基因差次表达的结果，也是生物化学的变化过程。细胞分化具有以下特点：从系统发育来看，最早出现的是生殖细胞与体细胞的分化;在多细胞有机体中细胞的类型决定了组织的类型;随着细胞的发育和分化细胞的可塑性与可逆性逐渐降低或消失; 已经分化特别是高度分化的细胞，形态功能都渐趋稳定。

细胞分化在动物的胚胎发育时期表现的尤为明显，例如合子到卵裂，卵裂到囊胚，囊胚到原肠胚以至于产生胚层的胚胎，其细胞形态功能皆不相同，并分化成血液、肌肉、肠管、眼等。一个血液的干细胞，可以向几个发育方向分化，例如可以分化成红细胞、淋巴细胞、单核细胞、血小板以及有颗粒白细胞。

分化细胞仍然保留着全部基因组，即仍然保存生长发育所需要的全部遗传信息。但是在不同发育时期，有的基因组有活性，可以表达，另一些基因则无活性而不表达，在胚胎发育过程中所以相继出现新的细胞类型，是由于有关特定基因相继活化的结果，这种现象称为基因的差次表达或顺序表达，这样就在含相同遗传信息的细胞中发育成各种类型的细胞。