Regenerasi sel adalah ciri biologis semua organisme hidup mulai dari bakteri hingga tumbuhan dan amfibi hingga mamalia. Ini adalah tindakan pembaruan, pertumbuhan, atau pemulihan sel yang terlibat dalam pematangan, penyembuhan luka, perbaikan jaringan, dan fungsi biologis serupa. Regenerasi sel dalam bentuk yang paling ekstrim adalah apa yang memungkinkan bintang laut, cacing pipih, dan kadal untuk menumbuhkan kembali anggota badan yang patah, ekor, atau dalam kasus cacing pipih, mengkloning seluruh struktur tubuh untuk tujuan reproduksi. Manusia memiliki kemampuan regenerasi sel terbatas tertentu yang memungkinkan penggantian jaringan yang aus atau rusak.
Sementara semua organisme, termasuk bakteri, jamur, dan ragi, memiliki kemampuan biologis untuk meregenerasi sel, prosesnya berbeda di setiap organisme. Mempertahankan integritas biologis suatu organisme adalah tujuan utama dari regenerasi sel, meskipun beberapa organisme juga menggunakan regenerasi sel sebagai bentuk reproduksi aseksual. Misalnya, ragi menyebar dan memperbaiki dirinya sendiri melalui proses regenerasi sel aseksual yang dikenal sebagai tunas sel. Sel baru tumbuh sebagai inti yang melekat pada sel lama, mengumpulkan informasi DNA untuk mereproduksi sel duplikat yang tepat. Setelah matang, sel baru pecah dan menjadi independen dari sel inangnya, sehingga memungkinkan ragi dan jamur serupa untuk bereproduksi, tumbuh, atau memperbaiki kerusakan.
Reptil dan amfibi tertentu memiliki kemampuan untuk regenerasi sel yang kompleks, memungkinkan seluruh struktur jaringan untuk tumbuh kembali setelah kerusakan melalui proses yang dikenal sebagai autotomi. Ketika cedera terjadi atau makhluk seperti itu berada dalam bahaya dari pemangsa, sel dewasa di dalam ekor, sirip, dan pelengkap lainnya dapat terpisah dari tubuh utama, meninggalkan pelengkap di belakang. Sebagai bagian dari proses biokimia alami makhluk itu, sel-sel di tepi luka tersebut berubah kembali menjadi sel induk, memungkinkan proses regenerasi sel yang identik dengan pertumbuhan awal dan perkembangan embel-embel yang hilang.
Pada manusia, regenerasi sel menyajikan proses yang sedikit berbeda. Sel punca, blok bangunan seluler generik yang memungkinkan embrio akhirnya membentuk organ, jaringan, dan pelengkap tertentu, hanya ada secara in vitro. Setelah sel berkembang menjadi sel dewasa, mereka tidak dapat kembali ke sel induk, seperti yang terlihat pada reptil dan amfibi tertentu. Sebaliknya, sel-sel otak dewasa, sel-sel kulit, sel-sel saraf, dan klasifikasi seluler lainnya hanya dapat membelah dan bereproduksi seperti sel, sehingga membatasi regenerasi sel pada manusia.
Meskipun terbatas, regenerasi sel pada manusia memainkan peran penting dalam perkembangan, penyembuhan, dan perbaikan jaringan. Sel pada manusia secara alami mati dengan kecepatan miliaran per hari karena nekrosis, kematian sel karena kerusakan atau cedera, atau melalui apoptosis. Apoptosis adalah suatu bentuk kematian sel terprogram yang memungkinkan sel untuk terfragmentasi atau mati sebagai bagian dari proses biokimia normal yang terlibat dalam perkembangan, pertumbuhan, dan penuaan. Tanpa beberapa bentuk regenerasi sel, nekrosis dan apoptosis pada akhirnya akan mengakibatkan penghancuran seluruh organ dan daerah jaringan. Sebaliknya, regenerasi sel memungkinkan tubuh menumbuhkan sel-sel baru untuk menggantikan sel-sel yang mati, sekarat, atau rusak dengan membelah satu sel sehat menjadi dua sel yang terpisah.
Meskipun manusia mempertahankan kemampuan untuk meregenerasi sel berdasarkan kondisi tertentu, kemampuan untuk sepenuhnya meregenerasi seluruh struktur terbatas pada jaringan dan organ tertentu seperti hati dan kulit. Sel-sel otak, misalnya, perlahan-lahan beregenerasi dari waktu ke waktu, tetapi manusia tidak dapat menumbuhkan otak baru melalui regenerasi sel. Sebagai alternatif, tubuh manusia dapat meregenerasi hati, asalkan setidaknya seperempat organ tetap utuh. Demikian pula, kulit dapat tumbuh kembali untuk menutupi area kerusakan yang luas, asalkan ada cukup persentase kulit yang tersisa untuk mereplikasi sel-sel baru.