细胞分化的实质是：基因的选择性表达。
分化后的细胞具有不同的功能，分化是不同基因表达的结果，这就是说，某些基因只能特异地在某种细胞中表达，细胞关闭或开启某些基因，都是在严格的控制作用下进行的。
基因的这种特异性表达的调制机制，也是真核多细胞生来所特有的。高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力，也就是保持着细胞全能性。
细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。植物细胞的全能性已被证明，如组织培养就是一例。动物细胞只证明了细胞核的全能性(如克隆技术)。
细胞分化和细胞分裂的区别细胞分裂，是活细胞繁殖其种类的过程，是一个细胞分裂为两个细胞的过程。分裂前的细胞称母细胞，分裂后形成的新细胞称子细胞。通常包括细胞核分裂和细胞质分裂两步。在核分裂过程中母细胞把遗传物质传给子细胞。
细胞分化就是由一种相同的细胞类型经过细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。
也可以说，细胞分化是同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程。其结果是在空间上细胞之间出现差异，在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。细胞分化是从化学分化到形态、功能分化的过程。
分裂不等于分化。分裂是一个细胞增值的过程，分裂是数量变多，分化是变成其他细胞，量变和质变是不一样的。
细胞分化的特点① 细胞分化的潜能随个体发育进程逐渐“缩窄”，在胚胎发育过程中，细胞逐渐由“全能”到“多能”，最后向“单能”的趋向，是细胞分化的一般规律；
② 细胞分化具有时空性，在个体发育过程中，多细胞生物细胞既有时间上的分化，也有空间上的分化；
③ 细胞分化与细胞的分裂状态和速度相适应，分化必须建立在分裂的基础上，即分化必然伴随着分裂，但分裂的细胞不一定就分化。分化程度越高，分裂能力也就越差；
④ 细胞分化具有高度的稳定性，正常生理条件下，已经分化为某种特异的、稳定类型的细胞一般不可能逆转到未分化状态或者成为其他类型的分化细胞；
⑤ 细胞分化具有可塑性，已分化的细胞在特殊条件下重新进入未分化状态或转分化为另一种类型细胞的现象。
