在胚胎形成、個體發育、變形、組織萎縮及腫瘤消退過程中，細胞遵循其自身的“程式”，結束自己生命的生理性死亡過程。又稱細胞編程性死亡或生理性細胞死亡。例如，昆蟲從卵發育到成蟲，中間要經過幾個蛻變期，每個時期組織結構以及外形都要發生改變，此過程有賴於細胞的生死交替。蝌蚪變為青蛙時，尾巴自然消失，多種動物趾(指)的形成，以及免疫系統中淋巴細胞選擇性死亡、發育成熟等，都與細胞編程性死亡過程密切相關。在植物和單細胞生生物中也發現瞭這一現象，因此，細胞凋亡是生物界普遍存在的生命現象，它發生於許多依賴激素和生長因子的組織和細胞中，如淋巴細胞、胸腺細胞、肝細胞、皮膚細胞和胚胎發育過程中的細胞等。細胞死亡的“程序”存在於生物體內每一個細胞中。1972年英國科學傢J.F.R.克瑞等首先將此現象命名為細胞凋亡。事實上，細胞凋亡與細胞編程性死亡雖然指的是同一現象，但在概念上是有區別的，前者是形態學的概念，而後者是功能上的概念。細胞凋亡的研究為細胞生物學、免疫學、神經生物學、分子生物學和腫瘤學等許多學科提供瞭新的生長點。
細胞凋亡是由細胞內在因素引起的，其形態特征是細胞首先變圓，隨即與鄰周細胞脫離，失去絨毛，胞漿濃縮，內質網擴張呈泡狀，並與細胞膜融合，線粒體無大變化，染色質密度增高呈半月形並凝集在核膜邊周，核仁裂解，細胞膜進而內陷將細胞自行分割為多個細胞凋亡小體，而被鄰周正常細胞或巨噬細胞所識別、吞噬，或自然脫落而離開生物體。細胞凋亡過程不導致溶酶體及細胞膜破裂，沒有細胞內含物外泄，因而不引起炎癥反應。其生物化學特征是有一系列信號傳遞發生，有新的基因表達，細胞內鈣離子濃度增加，cAMP積累，蛋白激酶級聯激活，最終導致內源性核酸內切酶激活，將核小體DNA先降解為50～300堿基對進而降解為180～200堿基對整數倍的DNA片段，在瓊脂糖凝膠電泳上表現為梯狀DNA區帶圖譜(DNA ladder)。另外，還發現瞭不產生DNA ladder和不需要新的基因表達的細胞凋亡，說明細胞凋亡的形態和生化特征在不同細胞中並不完全相同。
細胞凋亡可受加熱、X射線、病毒感染、去除生長因子、甾體激素、單克隆抗體、過氧化氫、細胞因子及其受體、蛋白水解酶、代謝類似物和化學藥物等許多物理的、化學的和生物的因素誘導，同時也可以通過一系列抑制因素的作用而受到抑制。細胞凋亡的誘導與抑制機制往往具有細胞特異性。
細胞凋亡具有重大的生物學和臨床意義，細胞生長與凋亡規律一旦失調，就會使動物不能正常發育，產生畸形，或不能存活，或失去正常的生理功能，甚至導致腫瘤、艾滋病、自身免疫病和老年性癡呆等一系列疾病。隨著細胞凋亡規律的闡明，人類將能夠通過控制細胞的生死存亡，治愈這些嚴重的疾病。