自19世纪后期显微技术革新以来，细胞生物学经历了显著的发展。生物固定技术、染色技术的出现，使得科学家们得以深入研究细胞的微观结构，细胞器的发现成为可能。1930年代电子显微镜的问世，使得细胞形态研究达到了新的高度。20世纪50年代，分子生物学的兴起推动了细胞生物学进入分子层面。
早期，如1831年Robert Brown发现植物细胞核，1861年M. Shultze提出细胞统一性和原生质的概念，这些发现奠定了细胞生物学的基础。随后，关于细胞分裂、细胞器的研究不断深入，如叶绿体、中心体的发现，遗传学规律的揭示，以及细胞核在遗传中的作用，都为细胞生物学的发展提供了关键证据。
进入20世纪，分子生物学和遗传学的进步，如核酸的分离、染色体理论的提出，使得细胞生物学研究更侧重于遗传信息的传递和调控。同时，细胞化学和细胞生理学的发展，揭示了细胞内部的生化过程和能量代谢机制，如线粒体和内质网的功能研究。
20世纪50年代以后，细胞生物学在超显微结构和分子水平上取得了突破，如DNA双螺旋模型的提出，单克隆抗体技术的发明，以及克隆技术的兴起，这些都标志着细胞生物学进入了一个全新的时代。随着基因工程和分子生物学的飞速发展，细胞生物学的研究领域不断拓宽，不仅关注细胞本身，还深入到细胞与环境、遗传和发育的复杂相互作用中。
综上所述，细胞生物学的发展是一部由结构到功能，从宏观到微观，从理论到实践的科学探索历程，它在不断吸收和融合其他学科成果的过程中，不断深化我们对生命本质的理解。
细胞生物学(cell biology)是在显微、亚显微和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。细胞生物学由Cytology发展而来，Cytology是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。现代细胞生物学从显微水平，超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。在我国基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学，神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。