Les cellules primaires normales prolifèrent en culture pour un nombre limité de doublements de population avant de subir un arrêt de croissance terminal et d'acquérir un phénotype de sénescence. Cette durée de vie finie est en corrélation avec l'âge de l'organisme et avec l'espérance de vie de l'espèce à partir de laquelle les cellules ont été obtenues; de sorte que plus l'âge est avancé, plus la durée de vie est courte, moins les cellules ont la capacité de doubler la population.

Les cellules sénescentes sont caractérisées par un arrêt de croissance en G1 irréversible impliquant la répression des gènes qui conduisent à la progression du cycle cellulaire et la régulation à la hausse des inhibiteurs du cycle cellulaire comme p16INK4a, p53 et sa cible transcriptionnelle, p21CIP1. Les cellules sénescentes sont résistantes à la prolifération induite par des mitogènes et adoptent une morphologie aplatie caractéristique. La recherche sur les voies qui régulent positivement la sénescence et les façons dont les cellules évitent la sénescence est donc essentielle pour comprendre la cancérogenèse. Les cellules normales ont plusieurs mécanismes en place pour protéger contre la prolifération incontrôlée et la tumorogenèse.

Les cellules sénescentes montrent des marqueurs biochimiques communs tels que l'expression d'une activité de ß-galactosidase (SA-ß-Gal) associée à la sénescence acide. Alors que la sénescence a été caractérisée principalement dans les cellules cultivées, il existe également des preuves que cela se produit in vivo. Des cellules exprimant des marqueurs de sénescence tels que SA-ß-Gal ont été identifiées dans des tissus normaux.