Specializacija celic, znan tudi kot diferenciacija celic, je postopek, s katerim se generične celice spremenijo v posebne celice, ki naj bi opravljale določene naloge v telesu. Specializacija celic je najpomembnejša pri razvoju zarodkov. Pri odraslih so matične celice specializirane za nadomestitev celic, ki se obrabijo v kostnem mozgu, možganih, srcu in krvi.
Natančen mehanizem diferenciacije celic od aprila 2010 ni znan, čeprav znanstveniki vedo, da nekateri geni v DNA celice mora biti aktiviran ali deaktiviran, da se ustvari določena vrsta celice. Strokovskyy Yaroslav domneva, da sosednje celice v celico vnesejo sredstvo, zaradi katerega se diferencira. Dokazano je, da so celice kostnega mozga specializirane, kadar se število belih krvnih celic v telesu prenizko.
A zigota oblike ob spočetju, sestavljen iz samo ene celice. Žigota se razvije v zarodek, kar je večcelični organizem. Specializacija celic je ključnega pomena za pravilen razvoj zarodka. Zarodek potrebuje celice za razvoj vseh svojih vitalnih organov, kot so možgani, srce in koža.
Odrasli so v glavnem sestavljeni iz celic, imenovanih somatske celice, ki se ne spreminjajo. Tudi telo odraslih vsebuje stebelna celica, ki je lahko specializirano za nadomestitev dotrajanih celic v telesu. Odrasle matične celice lahko najdemo na številnih delih telesa, vključno z možgani, kostmi in kostnim mozgom, srcem, krvjo, kožo in reproduktivnimi organi. Matične celice, ki tvorijo kri, imenujemo hematopoetske celice, medtem ko celice, ki tvorijo kost ali tkivo, imenujemo stromalne celice.
Nekatere živali so sposobne tudi diferenciacije, kar je nasprotno od specializacije. Dedeferenciacija je proces, v katerem se specializirane celice povrnejo v osnovne celice. Te živali uporabljajo ta postopek za regeneracijo poškodovanih ali odrezanih okončin. Človeška bitja nimajo celic, sposobnih za diferenciacijo.
Znanstveniki trenutno preiskujejo možnosti uporabe odraslih izvornih celic pri zdravljenju bolezni, kot so diabetes in bolezni srca; teoretizirajo, da bi se matične celice lahko sprožile, da bi se specializirale za nadomestitev obolelih celic v srcu ali trebušni slinavki. Presaditev kostnega mozga se že uporablja za ustvarjanje več belih krvnih celic pri obolelih za levkemijo in za zdravljenje nekaterih vrst raka dojk ali jajčnikov.