Polaritatea celulară se referă la asimetria intrinsecă observată în celule, fie în forma, structura sau organizarea componentelor celulare. Majoritatea celulelor epiteliale, a celulelor migratoare și a celulelor în curs de dezvoltare au nevoie de o anumită formă de polaritate celulară pentru a-și îndeplini funcția. Aceste celule primesc informații despre mediul înconjurător prin intermediul unor indicii biochimice și mecanice extracelulare și traduc aceste informații în polaritatea membranei plasmatice, a proteinelor asociate acesteia și a organizării citoscheletale. Odată stabilită, polaritatea celulară este menținută prin transcitoză, în care veziculele transportă proteinele membranare incorect localizate în regiunile corecte din membrana plasmatică. În plus, joncțiunile strânse, care acționează ca niște „garduri” împotriva difuziei transmembranare, blochează asimetria pe loc. Prin urmare, mecanobiologia joacă un rol reglator esențial atât în stabilirea cât și în menținerea polarității celulare.

Celele epiteliale se polarizează de-a lungul axei apical-basale. Membrana apicală este orientată spre lumen și este bogată în complexe proteice PAR și Crumbs. Membrana bazolaterală conține complexul Scribble și este orientată spre matricea extracelulară.

Celele epiteliale stabilesc o polaritate apical-bazală, care rezultă din distribuția diferențiată a fosfolipidelor, a complexelor proteice și a componentelor citoscheletice între diferitele domenii ale membranei plasmatice, reflectând funcțiile lor specializate. Membrana orientată spre lumen sau spre suprafața liberă este cunoscută sub denumirea de membrană apicală, în timp ce membrana orientată în direcția opusă lumenului, care intră în contact cu matricea extracelulară, este cunoscută sub denumirea de membrană bazală, iar părțile laterale ale celulei care intră în contact cu celulele vecine formează membrana laterală . Se știe că polarizarea apico-basală a celulelor epiteliale este o condiție prealabilă pentru rolurile lor biologice fundamentale. Printre acestea se numără reglarea transportului vectorial al ionilor de-a lungul foliilor celulare în timpul funcției lor de barieră, precum și asigurarea direcționalității în timpul funcțiilor lor de secreție și de absorbție .

Polaritatea de dezvoltare este observată de-a lungul a trei axe; anterior-posterior, dorsal-ventral și stânga-dreapta. Această polaritate poate fi stabilită prin gradienți de concentrație a proteinelor secretate, sau prin organizarea asimetrică a componentelor celulare, cum ar fi citoscheletul.

În alte celule specializate, cum ar fi celulele imune și neuronii, polaritatea celulară permite transmiterea pe distanțe scurte și lungi a diferitelor semnale electrice și biochimice. De exemplu, Un neuron unipolar tipic are o formă și o structură foarte distincte, cu un capăt adaptat pentru a primi semnale prin dendrite foarte ramificate. Acest semnal este apoi transmis de-a lungul unui axon, care se poate întinde pe toată lungimea corpului. La celălalt capăt al celulei se află terminalul axonului, unde se află sinapsele. Aceste sinapse pot elibera neurotransmițători chimici pentru a propaga semnalul sau pentru a efectua o acțiune, cum ar fi contracția musculară.