原代細胞(primary cell)是指從機體的組織(如人組織、小鼠組織、大鼠組織和兔組織等)經蛋白酶或其它的方法獲得單個細胞并在體外進行模擬機體培養的細胞，稱為原代細胞。

細胞系(cell line)是原代細胞經第1次傳代成功后即為細胞系。泛指一般可能傳代的細胞。其中能夠連續傳代的細胞叫做連續細胞系或無限細胞系，不能連續培養的稱為有限細胞系。

大多數細胞系已經經過了數十年的培養，雖然它們還能很好的適應二維培養環境，但這些細胞系通常在遺傳學和表型上與其起源組織起源細胞不同，甚至形態有改變。

然而，原代細胞不存在這些問題，他們通常是直接從組織中分離的、具有有限壽命和有限增值能力的細胞，因此原代細胞擁有正常細胞的形態，并且能夠體現出該細胞在生物體內所應該具備的標記和功能。例如內皮細胞系常缺乏各種功能性標志蛋白的表達，而原代內皮細胞具有這些關鍵特征。

與細胞系相反，原代細胞是非常敏感的細胞，需要傳統培養基之外的額外營養物質。為了優化原代細胞的存活和生長，需要針對每種細胞類型選擇特定的培養基。例如，內皮細胞對營養的需求與上皮細胞或神經元有很大區別，因此需要特制的內皮細胞培養基。

而傳統的細胞培養基依靠血清提供生長因子、激素、脂質和其他的未知組分，以支持細胞的生長。但對于原代細胞，高血清水平可導致細胞分化，或促進污染細胞如成纖維細胞的生長。

此外，添加血清也受到成本上升及不同批次間差異性的困擾。配制具有很少或沒有血清的特殊培養基則可以避免這些問題，并且更加有利于促進特定類型原代細胞的生長。而且，其他一些實踐，例如在更多的生理學相關底物上接種原代細胞而不是使用合成聚合物，可以顯著的促進細胞貼壁、增殖及保持純度。

盡管原代細胞可能更難培養，但是使用原代細胞而獲得的數據具有更好的相關性，并且更能反映體內環境。