La proliferación celular es el proceso por el cual una célula crece y se divide para producir dos células hijas. La proliferación celular conduce a un aumento exponencial del número de células y es, por tanto, un mecanismo rápido de crecimiento de los tejidos. La proliferación celular requiere que tanto el crecimiento como la división celular se produzcan al mismo tiempo, de forma que el tamaño medio de las células se mantenga constante en la población. La división celular puede ocurrir sin crecimiento celular, produciendo muchas células progresivamente más pequeñas (como en la escisión del cigoto, mientras que el crecimiento celular puede ocurrir sin división celular para producir una sola célula más grande (como en el crecimiento de las neuronas). Por lo tanto, la proliferación celular no es sinónimo ni de crecimiento ni de división celular, a pesar de que estos términos se utilizan a veces indistintamente.
Las células madre experimentan una proliferación celular para producir células hijas proliferantes «amplificadoras del tránsito» que posteriormente se diferencian para construir tejidos durante el desarrollo normal y el crecimiento de los tejidos, durante la regeneración de los tejidos después de un daño o en el cáncer.
El número total de células de una población está determinado por la tasa de proliferación celular menos la tasa de muerte celular.
El tamaño de las células depende tanto del crecimiento como de la división celular, con un aumento desproporcionado de la tasa de crecimiento celular que conduce a la producción de células más grandes y un aumento desproporcionado de la tasa de división celular que conduce a la producción de muchas células más pequeñas. La proliferación celular suele implicar tasas equilibradas de crecimiento y división celular que mantienen un tamaño celular aproximadamente constante en la población de células que proliferan exponencialmente. La proliferación celular se produce combinando el crecimiento celular con ciclos celulares regulares «G1-S-M-G2» para producir mucha progenie celular diploide.
En los organismos unicelulares, la proliferación celular responde en gran medida a la disponibilidad de nutrientes en el entorno (o en el medio de crecimiento del laboratorio).
En los organismos pluricelulares, el proceso de proliferación celular está estrechamente controlado por redes de regulación genética codificadas en el genoma y ejecutadas principalmente por factores de transcripción, incluidos los regulados por vías de transducción de señales provocadas por factores de crecimiento durante la comunicación célula-célula en el desarrollo. Además, la ingesta de nutrientes en los animales puede inducir hormonas circulantes de la familia de la insulina/IGF-1, que también se consideran factores de crecimiento, y que funcionan para promover la proliferación celular en las células de todo el cuerpo que son capaces de hacerlo.
La proliferación celular incontrolada, que conduce a un aumento de la tasa de proliferación, o a un fracaso de las células para detener su proliferación en el momento normal, es una causa de cáncer.