Sitoloji, hücreleri inceleyen ve de araştıran bir bilim dalıdır. Hücre biyolojisi adıyla bilinmektedir. Sitoloji Grekçe'deki kytos sözcüğünden türemiştir. Sitoloji, hücrelerin fizyolojik yapılarını, organellerini, ortamlarıyla ilişkilerini, hayat döngülerini bölünmelerini ve ölümlerini araştırmaktadır.

Bu işlem hem moleküler hem de mikroskobik alanda gerçekleştirilir. Sitoloji inceleme ve de araştırmaları, bakteriler gibi tek hücreliler ve insan gibi çok hücreli organizmalara kadar büyük bir alana yayılmaktadır. Hücrelerin oluşumu ve görevleri bakımından bilgi sahibi olmak bütün biyolojik bilimlerin temelini oluşturmaktadır. Hücre türleri arasındaki ayrıcalıkları ve benzerlikleri ortaya çıkarmak, özellikle de moleküler biyolojiye çok büyük katkıda bulunur.

Son zamanlarda yapılan araştırmalardan öğrenilen bilgiler, evrensel bazı teorileri ortaya çıkardığı için, bir türün hücresinden alınan bilgiler diğer türlere de uygulanılabilir hale gelmektedir. Sitolojideki araştırmalar, genetik biyolojisi, moleküler biyoloji ve gelişim biyolojisine katkıda bulunmaktadır.

Proteinin her bir çeşidi özellikle hücrenin belirli bir kısmına gönderilir. Hücre biyolojisinin önemli bir parçası da hücre içindeki değişik kısımlara gönderilen veya hücrenin dışına salgılanan proteinlerin moleküler mekanizmasının incelenip araştırılmasıdır.

Proteinlerin çoğunluğu sitoplazmadaki ribozomlarda sentezlenmektedir. Bu süreç ayrıca protein biyosentezi veya protein translasyonu olarak bilinir. Zar proteinleri sentez sırasında endoplazmik retikuluma taşınırlar. Bu süreç, Golgi cisimciğine taşınma ve orada meydana gelen birkaç işlemle devam eder. Zar proteinleri, hücre zarına ve hücre altı yapılara gidebilir veya hücreden dışarı salgılanabilir. Er ve Golgi'ye yerleşmiş olan proteinler, diğer proteinlerle bir araya gelirler ve bulundukları yerden kalırlar. Diğer bazı proteinler Er ve Golgi'den geçerek hücre zarına doğru devam ederler. Motor proteinler ise zar proteini içeren vezikülleri, hücrenin uzak parçalarına giden hücre iskeleti boyunca taşır.

Sitoplazmada üretilen proteinler kendilerini mitokondriye veya çekirdeğe taşınmak için hedef gösterirler. Mitokondrial proteinler, mitokondri içinde üretilir ve mitokondrial DNA tarafından kodlanır. Bitkilerde, bazı hücre proteinlerini üretir.

Hücre dışındaki ve hücre yüzeyindeki parçalanması hedeflenmiş proteinler, hücre içi yapılara geri gidebilirler. Bu veziküllerden bazıları proteinlerin kendi amino asitlerin yıkıldığı yerde libozomla kaynaşırlar. Zar proteinlerinin yıkımı, proteinler hücre yüzeyindeyken sekretazlar tarafından parçalanarak yıkımları gerçekleşir. Sitoplazmada görevini yerine getiren proteinler genelde protestolar tarafından yıkıma ugrarlar.