细胞工程的理论基础是细胞学说和细胞全能性学说。1839年，T.A.H.施万^[注]和M.J.施莱登^[注]首次建立了细胞学说，细胞学研究进入快速发展阶段。从20世纪20年代起，幼胚培养被用来挽救远缘杂交早期败育的胚胎，因此可以认为，幼胚培养和胚胎拯救（embyrorescue）技术是最早应用的植物细胞工程技术。20世纪30年代，植物组织培养技术基本建立。1975年，C.米尔斯坦和G.克勒将免疫小鼠的脾细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合，获得了既能在体外无限繁殖，又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，杂交瘤和基因重组技术的发现极大地推动了动物细胞工程的发展和进步。利用这两项技术，动物细胞得以大规模生产、繁殖和培育，越来越多的药品通过这种技术被生产出来，广泛用于预防、诊断和治疗各类疾病，单克隆抗体就是这之中的一项重要生物制品。同时，科学家们还通过基因重组技术将病毒的抗原基因移植到动物细胞体内，用来生产更加安全、高效的动物疫苗。

细胞工程技术发展迅速，试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世。以色列用胚胎干细胞培养出人类心脏组织，可以正常跳动。美国培养的造血先驱细胞、中国培养的胃和肠黏膜组织等。1977年英国利用胚胎工程技术成功地培养出世界首例试管婴儿，1997年英国首次克隆出绵羊“多莉”，2001年英国又培育出首批转基因猪。伴随试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世，细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。

细胞工程检查和评估了修饰细胞功能的新方法的可行性，如基因表达，蛋白质加工、分泌、糖基化，细胞永生、增殖和凋亡、融合、拆合，染色体操作以及代谢基因型-表型关系的系统研究。细胞工程提供了在生物制药、基因和细胞治疗和组织工程生产中用于改善细胞特性的方法，并试图解释体外生理活动和生产力的细胞机制。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。

细胞工程作为21世纪的全新研究手段，已逐渐应用到各个领域中，对于人类的发展有着十分重要的作用和意义。它在人类的生活和生产实践中逐渐发挥出越来越大的作用和功效。①未来的生物细胞工程将会按照设计的需求创造出更多的作物新品种，如耐寒、耐旱、抗逆和抗病虫害的新作物，高产优质的高蛋白质作物等。生物细胞工程技术会促进这些品种的大量培育，将会对人类的饥荒和营养不良的问题进行有效的解决，进而迎来第二次绿色革命。②多变性生物细胞技术是生物细胞发展的重点方向。这种方法能够理性的改变生物细胞的命运。其中，表观遗传学在这方面的成就还是比较大的，推动了生物细胞工程的发展。③研制出能够消除病变细胞隐患的技术是未来生物细胞发展的重点，主要包括可以直接诱导的组织与器官等。④使用动物进行未来生物细胞的研究是主要趋势，通过建立动物模型，为医学治疗提供了安全性与有效性的保证与前提。特别对再生能力较强的动物进行研究，探索未来生物细胞的发展现状，是生物细胞的重点发展领域。