Cellepolaritet henviser til den iboende asymmetri, der observeres i celler, enten i deres form, struktur eller organisering af cellekomponenter. De fleste epithelceller, migrerende celler og celler under udvikling kræver en eller anden form for cellepolaritet for at kunne fungere. Disse celler modtager oplysninger om deres omgivelser via ekstracellulære biokemiske og mekaniske signaler og omsætter disse oplysninger til polaritet i plasmamembranen, de tilknyttede proteiner og cytoskeletets organisering. Når først polariteten er etableret, opretholdes den ved hjælp af transcytose, hvor vesikler transporterer ukorrekt lokaliserede membranproteiner til de korrekte områder i plasmamembranen. Desuden fastlåser stramme krydsninger, der fungerer som “hegn” mod transmembrandiffusion, asymmetrien på plads. Derfor spiller mekanobiologi en væsentlig regulerende rolle i både etableringen og opretholdelsen af cellepolaritet.

Epithelceller bliver polariseret langs den apikale-basale akse. Den apikale membran vender ud mod lumen og er rig på PAR- og Crumbs-proteinkomplekser. Den basolaterale membran indeholder Scribble-komplekset og vender mod den ekstracellulære matrix.

Epitelceller etablerer en apikal-basal polaritet, som skyldes den differentierede fordeling af fosfolipider, proteinkomplekser og cytoskeletale komponenter mellem de forskellige plasmamembran-domæner, hvilket afspejler deres specialiserede funktioner. Den membran, der vender ud mod lumen eller den frie overflade, kaldes den apikale membran, mens den membran, der er orienteret væk fra lumen og i kontakt med den ekstracellulære matrix, kaldes den basale membran, og de sider af cellen, der er i kontakt med nabocellerne, udgør den laterale membran . Epithelcellernes apiko-basale polarisering er kendt som en forudsætning for deres grundlæggende biologiske roller. Disse omfatter regulering af den vektoriske transport af ioner på tværs af cellepladerne under deres barrierefunktion samt sikring af retningsbestemthed under deres sekretoriske og absorptive funktioner .

Den udviklingsmæssige polaritet observeres langs tre akser; anterior-posterior, dorsal-ventral og venstre-højre. Denne polaritet kan etableres ved koncentrationsgradienter af sekreterede proteiner eller ved asymmetrisk organisering af cellulære komponenter, såsom cytoskelettet.

I andre specialiserede celler, såsom immunceller og neuroner, muliggør cellepolaritet kort- og langtrækkende transmission af forskellige elektriske og biokemiske signaler. Et typisk unipolært neuron har f.eks. en meget karakteristisk form og struktur, hvor den ene ende er tilpasset til at modtage signaler gennem stærkt forgrenede dendritter. Dette signal overføres derefter ned ad et axon, som kan strække sig over hele kroppens længde. I den anden ende af cellen er axonterminalen, hvor synapserne er placeret. Disse synapser kan frigive kemiske neurotransmittere for at udbrede signalet eller foretage en handling, f.eks. en muskelsammentrækning.