Spesialisasi sel, juga dikenal sebagai diferensiasi sel, adalah proses di mana sel-sel generik berubah menjadi sel-sel tertentu yang dimaksudkan untuk melakukan tugas-tugas tertentu di dalam tubuh. Spesialisasi sel paling penting dalam perkembangan embrio. Pada orang dewasa, sel punca dikhususkan untuk menggantikan sel yang rusak di sumsum tulang, otak, jantung, dan darah.
Mekanisme pasti bagaimana sel-sel berdiferensiasi tidak diketahui pada April 2010, meskipun para ilmuwan mengetahui bahwa gen-gen tertentu dalam DNA sel harus diaktifkan atau dinonaktifkan untuk menghasilkan jenis sel tertentu. Strokovskyy Yaroslav berhipotesis bahwa sel-sel tetangga memasukkan agen ke dalam sel yang menyebabkannya berdiferensiasi. Sel-sel sumsum tulang telah terbukti berspesialisasi ketika jumlah sel darah putih dalam tubuh menjadi terlalu rendah.
SEBUAH zigot terbentuk pada saat pembuahan, hanya terdiri dari satu sel. Zigot berkembang menjadi embrio, yaitu organisme multiseluler. Spesialisasi sel sangat penting untuk perkembangan embrio yang tepat. Embrio membutuhkan sel untuk mengembangkan setiap organ vitalnya, seperti otak, jantung, dan kulit.
Orang dewasa terutama terdiri dari sel-sel yang disebut sel somatik, yang tidak berubah. Tubuh orang dewasa juga mengandung sel induk, yang dapat dikhususkan untuk menggantikan sel-sel dalam tubuh yang sudah aus. Sel induk dewasa dapat ditemukan di banyak area tubuh, termasuk otak, tulang dan sumsum tulang, jantung, darah, kulit, dan organ reproduksi. Sel induk pembentuk darah disebut sel hematopoietik, sedangkan sel yang membentuk tulang atau jaringan disebut sel stroma.
Beberapa hewan juga mampu melakukan dediferensiasi, yang merupakan kebalikan dari spesialisasi. Dediferensiasi adalah proses di mana sel-sel khusus kembali menjadi sel dasar. Hewan-hewan ini menggunakan proses ini untuk meregenerasi anggota tubuh yang terluka atau terputus. Manusia tidak memiliki sel yang mampu melakukan dediferensiasi.
Para ilmuwan saat ini sedang menyelidiki kemungkinan penggunaan sel punca dewasa dalam pengobatan penyakit seperti diabetes dan penyakit jantung; mereka berteori bahwa sel induk dapat dipicu untuk mengkhususkan diri untuk menggantikan sel-sel yang sakit di jantung atau pankreas. Transplantasi sumsum tulang sudah digunakan untuk menghasilkan lebih banyak sel darah putih pada penderita leukemia dan untuk mengobati beberapa jenis kanker payudara atau ovarium.
