Ląstelių regeneracija yra visų gyvų organizmų – nuo bakterijų iki augalų ir varliagyvių iki žinduolių – biologinė savybė. Tai ląstelių, susijusių su brendimu, žaizdų gijimu, audinių taisymu ir panašiomis biologinėmis funkcijomis, atnaujinimo, augimo ar atkūrimo veiksmas. Ekstremaliausia ląstelių regeneracija leidžia jūrų žvaigždėms, plokščiosioms kirmėlėms ir driežams atauginti sulaužytas galūnes, uodegas, o plokščiųjų kirmėlių atveju – klonuoti visas kūno struktūras dauginimosi tikslais. Žmonės turi tam tikrus ribotus ląstelių regeneracijos gebėjimus, kurie leidžia pakeisti susidėvėjusius ar pažeistus audinius.
Nors visi organizmai, įskaitant bakterijas, grybus ir mieles, turi biologinį gebėjimą regeneruoti ląsteles, kiekviename organizme procesas vyksta skirtingai. Organizmo biologinio vientisumo palaikymas yra pagrindinis ląstelių atsinaujinimo tikslas, nors kai kurie organizmai taip pat naudoja ląstelių regeneraciją kaip nelytinio dauginimosi formą. Pavyzdžiui, mielės dauginasi ir atsinaujina per nelytinį ląstelių regeneracijos procesą, žinomą kaip ląstelių pumpuravimas. Nauja ląstelė auga kaip gumbelis, pritvirtintas prie senos ląstelės, renkantis DNR informaciją, kad atkurtų tikslią ląstelės dublikatą. Subrendusi naujoji ląstelė nutrūksta ir tampa nepriklausoma nuo šeimininko ląstelės, todėl mielės ir panašūs grybai gali daugintis, augti ar atitaisyti žalą.
Tam tikri ropliai ir varliagyviai turi galimybę sudėtingai atkurti ląsteles, leidžiančias ištisoms audinių struktūroms ataugti po pažeidimo per procesą, žinomą kaip autotomija. Kai įvyksta sužalojimas arba tokiems padarams gresia plėšrūnai, suaugusios ląstelės uodegose, pelekai ir kiti priedai gali atsiskirti nuo pagrindinio kūno, palikdami priedą. Vykdant natūralų būtybės biocheminį procesą, ląstelės, esančios tokių sužalojimų pakraščiuose, vėl virsta kamieninėmis ląstelėmis, todėl ląstelių regeneracijos procesas yra identiškas pradiniam prarasto priedo augimui ir vystymuisi.
Žmonėms ląstelių regeneracija yra šiek tiek kitokia. Kamieninės ląstelės, bendrieji ląstelių statybiniai blokai, leidžiantys embrionui ilgainiui suformuoti specifinius organus, audinius ir priedus, yra tik in vitro. Kai ląstelės virsta subrendusiomis ląstelėmis, jos nebegali grįžti į kamienines ląsteles, kaip matyti iš kai kurių roplių ir varliagyvių. Atvirkščiai, subrendusios smegenų ląstelės, odos ląstelės, nervų ląstelės ir kitos ląstelių klasifikacijos gali tik dalytis ir daugintis kaip ląstelės, taip apribodamos ląstelių regeneraciją žmonėms.
Nors ląstelių regeneracija yra ribota, ji vaidina svarbų vaidmenį vystant, gydant ir atkuriant audinius. Žmonių ląstelės natūraliai miršta milijardais per dieną dėl nekrozės, ląstelių mirties dėl pažeidimo ar sužalojimo arba dėl apoptozės. Apoptozė yra užprogramuotos ląstelių mirties forma, leidžianti ląstelėms suskaidyti arba kitaip žūti kaip dalis įprasto biocheminio proceso, susijusio su vystymusi, augimu ir senėjimu. Be tam tikros ląstelių regeneracijos formos nekrozė ir apoptozė galiausiai sukeltų ištisų organų ir audinių regionų sunaikinimą. Vietoj to, ląstelių regeneracija leidžia organizmui auginti naujas ląsteles, kurios pakeis negyvas, mirštančias ar kitaip pažeistas ląsteles, padalijant vieną sveiką ląstelę į dvi atskiras ląsteles.
Nors žmonės išlaiko gebėjimą regeneruoti ląsteles tam tikromis sąlygomis, gebėjimas visiškai regeneruoti visas struktūras apsiriboja tam tikrais audiniais ir organais, pavyzdžiui, kepenimis ir oda. Pavyzdžiui, smegenų ląstelės laikui bėgant lėtai atsinaujina, tačiau žmogus negalėtų išauginti naujų smegenų regeneruodamas ląsteles. Arba žmogaus kūnas gali atkurti kepenis, jei bent ketvirtadalis organo lieka nepažeistas. Taip pat oda gali ataugti, kad padengtų didelius pažeidimo plotus, jei liks pakankamas odos procentas, iš kurio gali daugintis naujoms ląstelėms.