Primärzellen sind Zellen, die direkt aus einem Gewebe oder Organ entnommen und über einen kurzen Zeitraum in vitro kultiviert werden. Im Gegensatz zu immortalisierten Zellen vermehren sie sich in der Kultur nicht unbegrenzt und sind eher repräsentativ für den physiologischen Zustand in vivo. Sie reagieren empfindlich auf ihre Umgebung und können aufgrund ihres Seneszenzphänomens schwieriger in Kultur zu halten sein, was bedeutet, dass sie eine begrenzte Anzahl von Passagen haben. Sie sind auch schwieriger zu transfizieren, d. h. fremde Nukleinsäuren in ihre Zellen einzubringen. Primärzellen können zur Untersuchung der zellulären und molekularen Mechanismen verwendet werden, die an verschiedenen biologischen Prozessen beteiligt sind, und werden häufig als In-vitro-Modelle eingesetzt, um besser zu verstehen, wie Zellen in vivo funktionieren. Sie umfassen eine Vielzahl von Zelltypen wie Neuronen, Stammzellen, Endothelzellen, Immunzellen und Fibroblasten und sind für viele Forschungsstudien in der Zell- und Molekularbiologie unerlässlich. Primärzellen unterscheiden sich von Zelllinien, bei denen es sich um homogene Zellpopulationen handelt, die nach aufeinanderfolgenden Mitosen stabil sind und theoretisch eine unbegrenzte Teilungsfähigkeit haben.