Regeneracja komórek jest biologiczną cechą wszystkich żywych organizmów, od bakterii po rośliny, od płazów po ssaki. Jest to akt odnowy, wzrostu lub odbudowy komórek zaangażowanych w dojrzewanie, gojenie ran, naprawę tkanek i podobne funkcje biologiczne. Regeneracja komórkowa w najbardziej ekstremalnej formie umożliwia rozgwiazdom, płazińcom i jaszczurkom odrastanie złamanych kończyn, ogonów, a w przypadku płazińców klonowanie całych struktur ciała w celu rozmnażania. Ludzie mają pewne ograniczone zdolności regeneracji komórek, które pozwalają na wymianę zużytych lub uszkodzonych tkanek.
Podczas gdy wszystkie organizmy, w tym bakterie, grzyby i drożdże, mają biologiczną zdolność regeneracji komórek, proces ten przebiega inaczej w każdym organizmie. Utrzymanie biologicznej integralności organizmu jest głównym celem regeneracji komórek, chociaż niektóre organizmy wykorzystują również regenerację komórek jako formę rozmnażania bezpłciowego. Na przykład drożdże rozmnażają się i naprawiają poprzez bezpłciowy proces regeneracji komórek, znany jako pączkowanie komórek. Nowa komórka rośnie jako guzek przyczepiony do starej komórki, gromadząc informacje DNA w celu odtworzenia dokładnie zduplikowanej komórki. Po osiągnięciu dojrzałości nowa komórka odrywa się i staje się niezależna od komórki gospodarza, umożliwiając w ten sposób drożdżom i podobnym grzybom reprodukcję, wzrost lub naprawę uszkodzeń.
Niektóre gady i płazy mają zdolność do kompleksowej regeneracji komórek, umożliwiając odrastanie całych struktur tkankowych po uszkodzeniu w procesie znanym jako autotomia. Kiedy dochodzi do urazu lub takie stworzenia są zagrożone przez drapieżniki, dorosłe komórki w ogonach, płetwach i innych przydatkach mogą oddzielić się od głównego ciała, pozostawiając wyrostek za sobą. W ramach naturalnego procesu biochemicznego stworzenia, komórki na krawędziach takich uszkodzeń przekształcają się z powrotem w komórki macierzyste, umożliwiając proces regeneracji komórek identyczny z początkowym wzrostem i rozwojem utraconego wyrostka robaczkowego.
U ludzi regeneracja komórek przedstawia nieco inny proces. Komórki macierzyste, ogólne komórkowe elementy budulcowe, które pozwalają zarodkowi ostatecznie uformować określone narządy, tkanki i przydatki, są obecne tylko in vitro. Gdy komórki przekształcą się w komórki dojrzałe, nie mogą ponownie przekształcić się w komórki macierzyste, co widać u niektórych gadów i płazów. Dojrzałe komórki mózgowe, komórki skóry, komórki nerwowe i inne klasyfikacje komórek mogą się dzielić i rozmnażać tylko jak komórki, ograniczając w ten sposób regenerację komórek u ludzi.
Chociaż jest ograniczona, regeneracja komórek u ludzi odgrywa ważną rolę w rozwoju, gojeniu i naprawie tkanek. Komórki u ludzi naturalnie umierają w tempie miliardów dziennie z powodu martwicy, śmierci komórek z powodu uszkodzenia lub urazu lub apoptozy. Apoptoza jest formą zaprogramowanej śmierci komórkowej, która umożliwia komórkom fragmentację lub śmierć w inny sposób w ramach normalnego procesu biochemicznego związanego z rozwojem, wzrostem i starzeniem się. Bez jakiejś formy regeneracji komórek, martwica i apoptoza doprowadziłyby ostatecznie do zniszczenia całych narządów i regionów tkanek. Zamiast tego regeneracja komórek umożliwia organizmowi hodowanie nowych komórek, które zastępują martwe, umierające lub w inny sposób uszkodzone komórki, dzieląc pojedynczą zdrową komórkę na dwie oddzielne komórki.
Chociaż ludzie zachowują zdolność regeneracji komórek w określonych warunkach, zdolność do całkowitej regeneracji całych struktur jest ograniczona do niektórych tkanek i narządów, takich jak wątroba i skóra. Na przykład komórki mózgowe powoli regenerują się z czasem, ale człowiek nie mógł wyhodować nowego mózgu poprzez regenerację komórek. Alternatywnie, organizm ludzki może zregenerować wątrobę, pod warunkiem, że co najmniej jedna czwarta narządu pozostaje nienaruszona. Podobnie, skóra może odrosnąć, aby pokryć duże obszary uszkodzeń, pod warunkiem, że pozostanie wystarczający procent skóry, z którego można replikować nowe komórki.