세포의 형태 및 기능을 연구하는 생물학의 한 분야. 세포의 연구는 형태학 · 생리학 · 생화학 · 발생학 · 유전학을 비롯해 진화 등 많은 분야의 연구에 이용되고 있다.

생물학의 연구 방법은 과학기술의 진보와 더불어 점차 정밀해졌으며 적용범위도 확대되었다.

현재는 궁극적으로 세포의 구조와 기능의 해명에 귀결되는 모든 분야를 통틀어 세포생물학이라 한다.

〔성립〕1665년 R. 훅, 74년 A. 레벤후크의 세포의 발견에서 200년 이상이 지난 19세기 초기에야 많은 생물학자가 여러 가지 생물의 세포를 확인하게 되었으며,「모든 생물은 세포 및 세포의 생성물로 되어 있다」는 세포설이 식물학자 M. J. 슐라이덴(1838)과 동물학자 T. 슈반에 의해 확립되었다.

세포학상의 기본적인 식견의 대부분은 현미경 관찰 기술의 진보에 의해 획득되었다.

1831년에 R. 브라운이 핵의 중요성을 지적했으며, 75년에는 E. 슈트라스부르거에 의해 핵분열이 보고되었고, 같은해 O. 헤르트비히는 수정에 의한 핵융합을 보고했다.

또한 88년 W. 본발다이어는 염색체를 관찰하고「chromosome」이라 명명했다.

생세포의 현미경 관찰로 얻은 세포내 침투압, 세포막의 반투성(半透性), 원형질 유동, 섬모와 편모의 운동, 아메바 운동 등 생리학적 지식은 20세기의 세포생리학으로 발전했다.

또한 세포분열에 의한 유전형질의 전달에 관한 식견, 특히 생식 수정에서 핵의 행동의 관찰은 A. 바이스만에 의한 생식질 연속설(생식세포에 포함되는 생식에 관계되는 요소가 개체 발생과 수정을 통해 다음 세대로 이어진다는 설, 1883)을 낳았으며, 나아가 진화에 있어서 습득형질의 유전을 부정하는 진화론의 길을 열었다.

멘델의 법칙이 1900년에 재발견되고, 09년에 W. L. 요한센이 멘델의 각 유전형질을 규정하는 인자를「gene」이라고 부를 것을 제안했고, 11년에 T. H. 모건 등이 유전자가 염색체상에 선상 배열한다는 것을 지적하는 등, 유전자의 기본적 개념이 생김으로써 세포 유전학의 발전을 가져오게 되었다.

예를 들어 02년에 E. 피셔와 F. 호프마이스터는 몇 종류의 아미노산이 펩티드 결합된 것이 단백질이라는 사실을 발견했으며 1869년에는 J. F. 미셔가 핵산 분자를 분리하는 등 생체 고분자의 성질에 대한 조사가 이루어졌다.

세포화학은 세포 분획법(分劃法)에 의해 세포내 구조를 분리하며, 효소를 내포하고 있는 생체물질의 화학적 성질에 근거한 정량법에 의해 대사기능의 편제와 기구를 해명해 왔다.

특히 전자 현미경의 관찰 기술의 진보는 세포 소기관인 미토콘드리아 · 엽록체 · 소포체 · 골지체 등을 포함한 모든 세포 속의 미세 구조와 그 기능의 관계를 분자 수준에서 밝히는 데 도움을 주었다.

34년에 R. R. 벤슬리와 N. L. 호에르가 최초로 미토콘드리아를 분리하는데 성공했으며 50년에는 G. H. 호지붐과 W. C. 슈나이더가 핵 · 미토콘드리아 · 마이크로솜 · 상등액의 4분획을 분쇄시킨 세포에서 분획 원심법을 이용해서 분리하는 데 성공했다.

한편 미세포 기법의 발달은 세포수술, 시약의 주입, 전극자극 등에 의한 세포학적 연구를 촉진시켰으며 A. L. 호지킨(1939)과 K. S. 콜(1940)은 오징어의 거대 신경섬유에 모세관 전극의 자극을 주어 정지전위(靜止電位)와 활동전위를 측정했고 R. 브리지스(1955)와 ]. B. 가든(1959)은 개구리의 발생 도상의 세포핵을 알에 이식하여 발생과 분화에 있어서 핵과 세포질의 역할을 알아냈다.

최근에는 클론 유전자의 정보 발현을 조사하기 위해 세포핵 속에 정제 유전자의 현미(顯微)주입이 행해지고 있으며, 또한 유전자 조작의 기술적 진보, 클론 세포나 융합세포의 세포배양의 진보 등에도 세포학은 이용되고 있다.