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细胞生物学在显微、亚显微和分子水平三个层次上进行研究，并不断向探究细胞与细胞间、细胞与细胞外界相互作用等领域拓展，向探究细胞增殖、分裂、死亡等生命活动内在规律纵深。从生命结构层次看，细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间，同它们相互衔接，互相渗透。
细胞是生命的基本单位，细胞的特殊性决定了个体的特殊性，因此，对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键。细胞生物学已经成为当代生物科学中发展最快的一门尖端学科，是生物、农学、医学、畜牧、水产和许多生物相关专业的一门必修课程。 50年代以来诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家 <ref>[https://www.sohu.com/a/200563342_468720 细胞生物学全球研究进展] ，搜狐，2017-10-27</ref> 。
细胞生物学是研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。细胞生物学由细胞学（cytology）发展而来，细胞学是关于细胞结构与功能（特别是染色体 <ref>[http://dy.163.com/article/FLARIOEV0514CMVU.html 5年3次流产，女子和丈夫染色体都正常，元凶竟是这个]，网易，2020-08-31</ref> ）的研究。现代细胞生物学从显微水平，超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。
对于所有的生物科学，了解细胞的成分和细胞是如何工作是至关重要的。赏析细胞类型之间的异同，对于细胞和分子生物学领域以及生物医学领域，如癌症研究和发育生物学尤为重要。这些基本的相似性和差异提供了一个统一的主题，有时允许从研究一种细胞类型学到的原则进行外推并推广到其他类型的细胞。因此，细胞生物学的研究和以下学科密切相关：遗传学，生物化学，分子生物学，免疫学和发育生物学。