La différenciation est le procédé par lequel une cellule fille acquiert une
 forme différente de celle de ses parents en apparence, en fonction, ou les
 deux, même si les cellules mères et filles contiennent la même information
 génétique. L'apparence et la fonction de cellules filles identiques sont
 initialement déterminées par deux sortes d'informations héritées en égale
 mesure des parents : l'information cytoplasmique et nucléaire. Des altérations
 dans l'une ou l'autre des informations auront pour effet de produire des
 cellules filles différentes des parents. L'information cytoplasmique consiste
 généralement en organites cellulaires (surtout les centrioles) et en ARNm prêt
 pour la traduction en protéines, tandis que l'information nucléaire est
 contenue dans l'information génétique.
 Les changements dans l'information cytoplasmique sont généralement le produit
 de divisions inégales résultant dans une distribution inégale d'organites et
 d'ARNm entre les cellules filles. Les changements dans l'information nucléaire
 peuvent consister en la restriction d'une portion des gènes de la cellule, car
 des gènes peuvent être activés ou inhibés par la cellule en réponse à des
 signaux de l'environnement cellulaire. Le comportement d'une cellule à un
 moment donné dans la différenciation est déterminé par l'activation ou la
 désactivation d'un gène destinée à produire des changements des
 caractéristiques cellulaires. Pendant la différenciation certains gènes sont
 souvent désactivés irréversiblement, et le changement devient permanent. Ceci
 limite les réponses d'une cellule aux stimulus environnementaux, ainsi que le
 nombre de signaux auxquels elle peut répondre, et la cellule est acheminée
 ainsi inéluctablement vers son état final. Ce procédé est appelé détermination.
 Ainsi, une cellule nerveuse humaine ne peut pas se transformer en cellule
 musculaire, bien qu'elles contiennent le même patrimoine génétique. Le
 vieillissement des cellules est parfois interprété comme une continuation de
 leur différenciation, la mort étant la détermination finale.