Šūnu reģenerācija ir visu dzīvo organismu bioloģiskā iezīme, sākot no baktērijām līdz augiem un abiniekiem līdz zīdītājiem. Tas ir to šūnu atjaunošanas, augšanas vai atjaunošanas akts, kas iesaistītas nobriešanā, brūču dzīšanai, audu labošanā un līdzīgās bioloģiskās funkcijās. Šūnu reģenerācija tās ekstrēmākajā formā ļauj jūraszvaigznēm, plakanajiem tārpiem un ķirzakām ataugt lauztas ekstremitātes, astes vai plakano tārpu gadījumā klonēt visas ķermeņa struktūras reprodukcijas nolūkos. Cilvēkiem ir noteiktas ierobežotas šūnu reģenerācijas spējas, kas ļauj nomainīt nolietotos vai bojātos audus.
Lai gan visiem organismiem, tostarp baktērijām, sēnītēm un raugam, ir bioloģiskā spēja atjaunot šūnas, process katrā organismā notiek atšķirīgi. Organisma bioloģiskās integritātes saglabāšana ir galvenais šūnu reģenerācijas mērķis, lai gan daži organismi izmanto arī šūnu reģenerāciju kā aseksuālas vairošanās veidu. Piemēram, raugs izplatās un atjaunojas, izmantojot aseksuālu šūnu reģenerācijas procesu, kas pazīstams kā šūnu veidošanās. Jauna šūna aug kā nūja, kas pievienota vecai šūnai, apkopojot DNS informāciju, lai reproducētu precīzu šūnas dublikātu. Pēc brieduma jaunā šūna atdalās un kļūst neatkarīga no saimniekšūnas, tādējādi ļaujot raugam un līdzīgām sēnītēm vairoties, augt vai labot bojājumus.
Dažiem rāpuļiem un abiniekiem ir sarežģīta šūnu reģenerācijas spēja, ļaujot veselām audu struktūrām atjaunoties pēc bojājumiem, izmantojot procesu, kas pazīstams kā autotomija. Kad tiek gūti savainojumi vai šādas radības apdraud plēsēji, pieaugušas šūnas astes, spuras un citos piedēkļos var atdalīties no galvenā ķermeņa, atstājot piedēkli aiz sevis. Radījuma dabiskā bioķīmiskā procesa ietvaros šūnas šādu traumu malās pārvēršas cilmes šūnās, nodrošinot šūnu reģenerācijas procesu, kas ir identisks zaudētā piedēkļa sākotnējai augšanai un attīstībai.
Cilvēkiem šūnu reģenerācijas process ir nedaudz atšķirīgs. Cilmes šūnas, vispārējie šūnu celtniecības bloki, kas ļauj embrijam galu galā veidot īpašus orgānus, audus un piedēkļus, ir tikai in vitro. Tiklīdz šūnas kļūst par nobriedušām šūnām, tās nevar atgriezties cilmes šūnās, kā tas ir redzams dažiem rāpuļiem un abiniekiem. Drīzāk nobriedušas smadzeņu šūnas, ādas šūnas, nervu šūnas un citas šūnu klasifikācijas var tikai sadalīties un vairoties kā šūnas, tādējādi ierobežojot šūnu atjaunošanos cilvēkiem.
Lai gan šūnu reģenerācija ir ierobežota, tai ir svarīga loma attīstībā, dziedināšanā un audu atjaunošanā. Cilvēka šūnas dabiski mirst ar ātrumu miljardiem dienā nekrozes, šūnu nāves dēļ bojājumu vai ievainojumu dēļ vai apoptozes dēļ. Apoptoze ir ieprogrammētas šūnu nāves veids, kas ļauj šūnām sadrumstalot vai citādi nomirt kā daļa no normāla bioķīmiskā procesa, kas saistīts ar attīstību, augšanu un novecošanu. Bez kāda veida šūnu reģenerācijas nekroze un apoptoze galu galā izraisītu veselu orgānu un audu reģionu iznīcināšanu. Tā vietā šūnu reģenerācija ļauj organismam audzēt jaunas šūnas, lai aizstātu mirušās, mirstošās vai citādi bojātās šūnas, sadalot vienu veselīgu šūnu divās atsevišķās šūnās.
Lai gan cilvēki saglabā spēju atjaunot šūnas, pamatojoties uz noteiktiem apstākļiem, spēja pilnībā atjaunot veselas struktūras ir ierobežota ar noteiktiem audiem un orgāniem, piemēram, aknām un ādu. Piemēram, smadzeņu šūnas laika gaitā lēnām atjaunojas, bet cilvēks nevarētu izaudzēt jaunas smadzenes ar šūnu reģenerācijas palīdzību. Alternatīvi, cilvēka ķermenis var atjaunot aknas, ja vismaz viena ceturtā daļa orgānu paliek neskarta. Tāpat āda var ataugt, aptverot lielus bojājumu laukumus, ja ir palicis pietiekams ādas procents, no kura var vairot jaunas šūnas.