Dr. William H. Heidcamp, professore nel dipartimento di biologia del Gustavus Adolphus College, spiega che la differenziazione cellulare si verifica quando la struttura e la funzione delle cellule cambiano entro un certo periodo. La formazione dei tre tessuti germinali degli embrioni, che sono l'endoderma, l'ectoderma e il mesoderma, è un approccio classico al processo di base della differenziazione cellulare.
Secondo il Kenyon College, la differenziazione si verifica dopo la determinazione di diversi tipi di cellule, che comporta restrizioni progressive nei loro potenziali di sviluppo. Il risultato della differenziazione è la presenza di tipi cellulari con identità chiare, come le cellule della pelle, le cellule nervose e le cellule muscolari.
I dispositivi molecolari spiegano che nella differenziazione cellulare, i trigger dal corpo o dalla cellula stessa portano allo sviluppo di una cellula generica in un particolare tipo di cellula. Questo processo consente a uno zigote a cellula singola di svilupparsi in un organismo adulto multicellulare con centinaia di vari tipi di cellule. La differenziazione cellulare è fondamentale per lo sviluppo embrionale. Inoltre, è importante nella funzione degli organismi, specialmente degli organismi complessi. A causa della differenziazione, una cellula cambia radicalmente forma, dimensioni, attività metabolica, reattività ai segnali e potenziale di membrana. Questi cambiamenti si verificano a causa di modificazioni altamente controllate nell'espressione genica. Cellule diverse sviluppano caratteristiche fisiche diverse, sebbene abbiano lo stesso genoma.