自從人類首次發現細胞以來，已經有300多年了。隨著科技和實驗手段的進步，人們對細胞的認識由淺入深，由表及裏，才有了今天細胞生物學的興起和發展。按其發展過程可分為四個時期，即細胞理論的建立、細胞學的經典時期、實驗細胞學的發展和細胞生物學的興起。
(壹)細胞理論的建立
1665年，英國物理學家r .虎克用自制的顯微鏡觀察了軟木(橡樹皮)等植物組織，並發表了《顯微圖學》壹書，書中描述了軟木是由許多小細胞組成的，這些小細胞被稱為“細胞”。事實上，胡克在軟木組織中看到的只是死亡植物細胞的細胞壁。這是人類第壹次看到細胞的輪廓，人們對生物形態學的認識第壹次進入細胞的微觀世界。在1675 (A.V.Leeuwenhoekia)中，用自制的高倍放大鏡先後觀察了池塘水中原蟲和動物的精子，在青蛙的血液中發現了紅細胞。1683，他又在牙垢裏看到了細菌。1831年，R. Brown在蘭科植物葉片的表皮細胞中發現了細胞核。1835年，杜雅爾丹首先發現低等動物的細胞中含有透明的膠狀物質，稱為“結節病”。1836年，瓦倫丁在結締組織的細胞核中發現了核仁。至此，細胞的基本結構已經被發現。
在19世紀以前，許多學者把研究重點放在細胞的微觀結構上，主要從事形態學的描述，而沒有對細胞在各種生物中出現的意義進行理論上的闡述和總結。1838-1839年，德國植物學家M.J .施萊登和動物學家王石在自己研究和總結前人工作的基礎上，首次提出了細胞學說。他們認為“所有生物，從單細胞到高等動植物，都是由細胞組成的；細胞是生物形態結構和功能活動的基本單位。“這證明了生物界的統壹性和* * *的同壹起源。恩格斯曾高度評價細胞理論的建立，認為是19世紀自然科學的三大發現之壹(細胞理論、達爾文進化論、能量轉化和守恒定律)。他指出，第壹，三大發現使我們對自然過程的相互關系的認識大大推進:第壹次發現了細胞，發現細胞是這樣壹個單位，整個植物和動物體都是從它的繁殖和分化發展而來的。這壹發現的結果是，我們不僅知道了所有高等生物都是按照同樣的規律發展和生長的，而且指出了有機體可以通過細胞變異的能力來改變自己的物種，從而實現比個體發展更高的發展道路。可見，只有在細胞理論建立之後，才能明確提出細胞是生物有機體結構和生命活動的單位，也是有機體個體發育和系統發育的基礎。顯然，細胞理論的建立是細胞學發展史上的壹個重要裏程碑，細胞學迅速發展成為壹門新的獨立學科，成為細胞生物學發展的起點。
細胞理論壹經創立，就迅速滲透到各個領域。1885年，德國病理學家R.Virchow將細胞理論應用於病理學，證明了病理過程是在細胞和組織中進行的，提出了“疾病是由外力引起的”這壹著名論斷，發展了細胞病理學，支持和豐富了細胞理論。
(2)細胞學的經典時期
19世紀中期至20世紀初，細胞學蓬勃發展，研究方法主要是顯微鏡I的形態學描述，被稱為細胞學的經典時期。
這期間，首先是實驗技術的革新。本研究的主要特點是利用固定和染色技術，在光學顯微鏡下觀察細胞的形態結構和分裂活性。Corti(1851年)和Hartig(1854)用洋紅色，B3hm (1865)用蘇木精對細胞進行染色。Oschatz設計了第壹臺切片機，Ernest Abbe' (1887)設計了壹臺復合顯微鏡，有消色差物鏡，臺下有聚光鏡，有照明。這些技術和儀器在觀察細胞形態和微觀結構方面發揮了重要作用。
在1841的Remak中，雷馬克觀察到了雞胚血細胞的直接分裂。後來，弗萊明在動物細胞中發現了間接分裂，在植物細胞中發現了斯特拉斯伯格。在1882中，Fleming稱之為直接分裂無絲分裂和間接分裂有絲分裂。1883，範·貝內登和1886，斯特拉斯堡分別發現了動物和植物細胞的減數分裂。此外，赫特維格還發現了卵子的受精和精子與卵子的融合。1888年，沃爾代爾將有絲分裂細胞核中的染色體命名為染色體。
19末期，人們更加重視細胞質的形態學觀察，幾個重要的細胞器相繼被觀察到。範·貝內登和博韋裏在1883年發現了中心體，在1897年發現了班達線粒體，在1898年發現了高爾基體。由於許多發現，我們對細胞結構的復雜性有了更深的理解。
(3)實驗細胞學的發展
實驗細胞學的發展時期是從20世紀早期到中期。在這壹時期，細胞學的研究從形態結構的觀察轉向生理功能、生物化學和遺傳發育機制的研究。利用20世紀的新技術、新方法，在相鄰學科的滲透下，采用實驗手段，使細胞學與相關學科相互滲透，從而逐漸形成壹些分支。特別是在這壹階段的後期，由於體外培養技術的應用，實驗細胞學得到了迅速發展。
65438年至0887年，O.Hertwig和R. H .用實驗方法研究海膽卵的受精和蛔蟲卵發育過程中的核質關系，將細胞學與實驗胚胎學緊密結合，發展了實驗細胞學。此後，人們廣泛運用實驗手段和分析方法研究細胞學中的壹些基本問題，為細胞學研究開辟了新的途徑。從1900年孟德爾遺傳規律的重新發現，到1902年博韋裏(T .博韋裏)和薩頓(W.S .薩頓)提出的“染色體遺傳學說”，再到1926年摩爾根的“基因學說”。1943期間，Cloude用高速離心機分離細胞核和各種細胞器(如線粒體、葉綠體、微粒體等。)從活細胞中分離出來，並分別研究了它們的生理活動，這對了解各種細胞器的生理功能和酶的分布起到了很大的作用。在細胞化學中，1924年，富爾根發起了細胞核染色反應，即富爾根染色法，確定了細胞核中的DNA。然後，在1940中，Brachet用Unna染料對細胞進行染色，並測定細胞中的RNA。同時，卡斯珀森用紫外分光光度法測定了細胞中DNA的含量。實驗還表明，蛋白質的合成可能與RNA有關。
自20世紀40年代以來，電子顯微鏡的應用使細胞形態學的研究深入到亞顯微水平。1933年，魯斯卡設計制造了第壹臺電子顯微鏡，性能遠超光學顯微鏡。電子顯微鏡的分辨率已經從最初的500納米提高到現在的幾十納米。放大倍數可以達到幾十萬倍。1949年，Soverdlow發明了異丁酸定理，1952年，帕拉迪使用鋨酸固定法，1953年，他設計了超薄切片的切片機。因此，許多學者用電鏡技術觀察了細胞內各種細胞器的超微結構，如內質網、高爾基體、線粒體、溶酶體等。因此，對細胞質結構和功能的認識？認識更進壹步，使得細胞學研究全面發展。
(四)細胞生物學的興起
自20世紀50年代以來，對細胞結構和功能的研究逐漸在分子水平上展開。該領域的研究成果和分子生物學取得的巨大成就，極大地促進了細胞生物學的興起和發展。
20世紀40年代，隨著生物化學、微生物學和遺傳學的相互滲透和結合，分子生物學開始萌芽。1941年，比德爾和塔圖姆提出了“壹個基因壹種酶”的理論。1944年，艾弗裏等人在生物轉化實驗中證明了DNA是遺傳物質。1948年，Boivin等人從確定生殖細胞和各種體細胞的DNA含量出發，提出了DNA含量不變理論。在1953中，Watson和Crick通過X射線衍射獲得了DNA雙螺旋的分子結構模型。這壹劃時代的成就奠定了分子生物學的基礎。1956年，科恩伯格從大腸桿菌的提取液中獲得了DNA聚合酶，並以該菌株的單鏈DNA片段為引物，首次在體外成功合成了DNA片段的互補鏈。1958中，Meselson等人用放射性同位素和梯度離心法分析了DNA復制的過程，證明了DNA復制是“半保守復制”。同年，克裏克創立了遺傳信息傳遞的“中心法則”。1961年，尼倫伯格和馬特海通過對核糖核酸的研究，確定了每個氨基酸的“密碼”。同年，Jacob和Monod提出了操縱子理論。由於分子生物學的這些新成果、新概念和新技術已經滲透到細胞學的各個領域，從分子水平、亞細胞水平和全細胞水平研究細胞的生長、發育、遺傳、變異、代謝、免疫、起源和進化等各種生命活動是生物學的壹個新分支，即細胞學已經發展到細胞生物學階段。從1965開始，E.D.P.Derobetis將原來的“普通細胞學”更名為“細胞生物學”，從1976開始，以美國波士頓召開的第壹屆細胞生物學國際會議為標誌。到目前為止，細胞生物學的研究工作在分子水平上進展迅速，細胞生物學已經發展到細胞和分子生物學。