细胞生物学过去是在研究细胞的结构与功能中发展起来的，今后仍将围绕着细胞的结构与功能的关系来不断开拓新的研究领域，只不过是使用的技术方法将更加先进，研究的结构层次将更加细微，阐明的问题将更加深刻。
生命具有自我复制、自我装配和自我调控的基本特征，这些现象反映在细胞的各级水平上，特别是分子水平上。细胞生物学的研究范围就必然要从细胞的细微结构深入到分子水平上的结构与功能。近40余年来，细胞生物学在这方面已取得了许多重大成就。特别值得提及的是，在基因组结构和基因表达与蛋白质合成等方面所取得的成就尤为出色。
1958年Crick又提出了遗传信息传递的“中心法则”(central dogma)：
1960年Jacob和Monod：蛋白质合成调控的操纵子学说(operon theory)；Nobel’s Prize (1965)
1970年Baltimore在肿瘤病毒的研究中发现了逆转录酶。Nobel’s Prize (1975)
70年代以来由于DNA重组、剪接技术的迅速发展，已有遗传工程的兴起。
1977年底，第1次把高等动物的生长激素释放抑制素(somatostatin, SRIF)基因引入大肠杆菌，并得到了表达，大肠杆菌合成了生长激素释放抑制素。
1979年，美国哈佛大学一研究组把小鼠胰岛素基因引入大肠杆菌，成功地合成了胰岛素。
1981年，中国科学院上海生物化学研究所、中国科学院上海细胞生物研究所、北京大学等单位合作，经过13年的努力，人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，这项成果是我国继在世界上领先人工合成牛胰岛素之后，又取得的一项世界性的重大成就。
据报道，1985年日本一研究组在高压电镜下已观察到了DNA分子的三维双螺旋结构。
1986年美国、日本又研制成功了扫描隧道显微镜。
1986年有的学者在纽约IBM的实验室发明了分辨力为1nm扫描干扰显微镜(SIAM)，可以识别分子。
当前，细胞生物学已进入了研究大分子结构变化与细胞生理活动的关系的阶段，正面临着分子解剖的艰巨任务。
1997年瑞士学者Luger等利用高分辨力（0.28nm）X射线显示了染色质核小体核心组蛋白8聚体的原子水平结构。
新技术的应用，使人们有可能用直接显示的方法查清细胞生理活动过程中分子结构的细微变化，为细胞生物学的发展带来新的飞跃。
1990年美国启动了“人类基因组规划”(Human Genome Project)的浩大工程，计划利用15年的时间完成人类单倍体数染色体所含全部基因的测序工作。
继美国之后，欧共体、意大利、日本、俄罗斯、法国、加拿大、澳大利亚和中国亦先后开展了人类基因组的基因克隆和测序研究。这项规划的完成必将大大造福于人类！
1999年诺贝尔生理学或医学奖：发现了蛋白质内控制蛋白质在细胞内传输和定位的信号。
2000年诺贝尔生理学或医学奖：在脑细胞间信号的相互传递研究方面获得了重要发现。
2001年诺贝尔生理及医学奖： 发现了导致细胞分裂的关键性调节机制，这一发现为研究治疗癌症的新方法开辟了途径。
2002年诺贝尔生理学或医学奖：发现了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。
2003年诺贝尔化学奖：在细胞膜通道方面做出了开创性贡献。
2004年诺贝尔医学生理学奖：发现嗅觉细胞约有1000个基因，产生繁多的蛋白质，分辨各种不同的气味，将信号传递给神经中枢
2004年诺贝尔化学奖：发现了细胞是如何摧毁有害蛋白质的（即泛素调节的蛋白质降解）
近20余年来，中国在细胞生物学方面已有了迅速的发展，上海细胞生物学研究所的建立和1980年中国细胞生物学学会的成立，是我国细胞生物学进入了一个新的发展时期的标志。
目前我国细胞生物学的发展水平同世界先进水平相比还有相当的差距，主要表现在处于世界领先水平的研究成果太少。这既有历史的原因，也有我国经济实力不济和政策不完善的因素。
1996年，中国科学院生物化学研究所洪国藩研究组在世界上率先成功构建了水稻基因组物理全图，这项成果为最终揭示水稻遗传信息的奥秘奠定了基础。这些重大进展推动细胞生物学向着新的水平迈进。
中国工程院院士袁隆平先生 (2000年国家科技进步一等奖获得者)在世界上率先成功培育出了高产优质的杂交水稻，使我国的水稻每年增产5000万吨以上，足以满足5个澳大利亚一年的口粮。
现在，我国政府已把“科教兴国”作为重要的建国方针之一。
细胞生物学是生命科学中的一门基础学科，其最终目的不仅是要认识世界，而且更重要的是要改变世界、造福于人类。细胞生物学和其他学科一样，也是改善人类生存条件的重要手段。
细胞生物学在农业、医学和工业开发应用中都曾经而且正在发挥着重要的作用：
农业的良种繁育和医学中许多严重疾病的防治（如癌症、心血管病、血液病等）均离不开细胞生物学；
医学的发展还带动了生物产业的快速发展，特别是在开发生物药品方面创造了巨大的经济效益。
