Dr. William H. Heidcamp, Professor am Fachbereich Biologie am Gustavus Adolphus College, erklärt, dass die Zelldifferenzierung auftritt, wenn sich Struktur und Funktion von Zellen innerhalb eines bestimmten Zeitraums ändern. Die Bildung der drei Keimgewebe von Embryonen, dem Endoderm, Ektoderm und Mesoderm, ist ein klassischer Ansatz für den grundlegenden Prozess der zellulären Differenzierung.
Laut Kenyon College erfolgt die Differenzierung nach der Bestimmung verschiedener Zelltypen, was mit fortschreitenden Einschränkungen ihrer Entwicklungspotentiale einhergeht. Das Ergebnis der Differenzierung ist das Vorhandensein von Zelltypen mit klarer Identität, wie Hautzellen, Nervenzellen und Muskelzellen.
Molecular Devices erklärt, dass bei der Zelldifferenzierung Auslöser vom Körper oder der Zelle selbst zur Entwicklung einer generischen Zelle zu einem bestimmten Zelltyp führen. Dieser Prozess ermöglicht es einer einzelligen Zygote, sich zu einem mehrzelligen erwachsenen Organismus mit Hunderten verschiedener Zelltypen zu entwickeln. Die Zelldifferenzierung ist entscheidend für die Embryonalentwicklung. Darüber hinaus ist es wichtig für die Funktion von Organismen, insbesondere von komplexen Organismen. Aufgrund der Differenzierung verändert eine Zelle dramatisch ihre Form, Größe, Stoffwechselaktivität, Reaktionsfähigkeit auf Signale und Membranpotential. Diese Veränderungen treten aufgrund stark kontrollierter Modifikationen in der Genexpression auf. Verschiedene Zellen entwickeln unterschiedliche physikalische Eigenschaften, obwohl sie das gleiche Genom haben.