技术的进步在细胞生物学乃至整个生物学的建立与发展中起着巨大的作用。没有显微镜的发明就不会有细胞的发现，也就不可能提出细胞学说，同样，如果没有电子显微镜技术的建立及其与分子生物学技术的相互结合，也难以想象细胞生物学会有今天这样的长足进展。那么，究竟哪些技术属于细胞生物学研究方法的范畴呢?一般来说，凡是用来解决细胞生物学问题所采用的方法都应属于细胞生物学研究方法。然而，随着学科的交叉与融合，当今几乎没有哪些生物学问题与细胞和细胞生物学无关。所以，人们很难给细胞生物学的研究方法界定一个明确的范畴。虽然对生物大分子结构与功能的分析是了解细胞结构与细胞生命活动的基础，在目前细胞生物学研究中也常常使用这些实验方法与技术，如基因的克隆、表达与DNA序列测定，研究特异DNA、RNA片段或蛋白质所常用的Southern杂交、Northern杂交和蛋白质免疫印迹技术等。但这些技术在生物化学、分子生物学和遗传学等学科中已有介绍，本教材不再过多重复。着眼于细胞生物学的学科特点、发展历史及当前所研究的内容，本章拟从细胞形态的结构观察、细胞及其组分的分析、细胞培养与生物工程、细胞及生物大分子的动态变化等几个方面介绍有关细胞生物学研究方法，侧重于实验方法的基本原理及所能解决的问题。具体的操作步骤详见相关参考书。
第一节细胞形态结构的观察方法肉眼的分辨率一般只有0.2mm，很难识别单个细胞:光学显微镜的分辨率可达0.2um，借此发现了细胞;电子显微镜分辨率高达0.2nm，将细胞的超微结构展现在人们面前。图2-1比较了光学显微镜、电子显微镜和扫描隧道显微镜适宜观察的样品大小及分辨率。有趣的是，光学显微镜、电子显微镜和扫描隧道显微镜，除了它们因提高分辨率而称之为显微镜这一共性外，在其成像原理、仪器构造以及使用和操作方法等方面，几乎没有任何共同之处。一、光学显微镜17世纪，光学显微镜(light microscope)的发明使人们第一次看见了细胞，进而建立了细胞学说，为细胞学的兴起和发展打下基础。光学显微镜至今仍然是细胞生物学研究的重要工具。随着光学显微术与图像处理技术的快速发展，光学显微镜在研究细胞的结构与功能，特别是生物大分子在活细胞中的定位及其动态变化和相互作用等方面展示出了新的活力。