Cellpolaritet avser den inneboende asymmetri som observeras i celler, antingen i deras form, struktur eller organisation av cellkomponenter. De flesta epitelceller, migrerande celler och utvecklingsceller kräver någon form av cellpolaritet för att fungera. Dessa celler får information om sin omgivning via extracellulära biokemiska och mekaniska signaler och omvandlar denna information till polaritet hos plasmamembranet, dess associerade proteiner och cytoskeletala organisation. När polariteten väl är etablerad upprätthålls den genom transcytos, där vesiklar transporterar felaktigt lokaliserade membranproteiner till de rätta områdena i plasmamembranet. Dessutom låses asymmetrin på plats av tighta korsningar, som fungerar som ”staket” mot transmembranspridning. Därför spelar mekanobiologin en viktig reglerande roll i både upprättandet och upprätthållandet av cellpolaritet.

Epitelceller polariseras längs den apikala-basala axeln. Det apikala membranet vetter mot lumen och är rikt på proteinkomplexen PAR och Crumbs. Det basolaterala membranet innehåller Scribble-komplexet och vetter mot den extracellulära matrisen.

Epitelceller etablerar en apikal-basal polaritet, som är ett resultat av den differentiella fördelningen av fosfolipider, proteinkomplex och cytoskeletala komponenter mellan de olika plasmamembranens domäner, vilket återspeglar deras specialiserade funktioner. Det membran som vetter mot lumen eller den fria ytan kallas det apikala membranet, medan det membran som är orienterat bort från lumen och som kommer i kontakt med den extracellulära matrisen kallas det basala membranet och de sidor av cellen som kommer i kontakt med de angränsande cellerna bildar det laterala membranet . Epitelcellernas apiko-basala polarisering är känd som en förutsättning för deras grundläggande biologiska roller. Dessa inkluderar reglering av den vektoriella transporten av joner över cellplattor under deras barriärfunktion samt säkerställande av riktningen under deras sekretoriska och absorberande funktioner .

Utvecklingens polaritet observeras längs tre axlar; anterior-posterior, dorsal-ventral och vänster-höger. Denna polaritet kan etableras genom koncentrationsgradienter av utsöndrade proteiner eller genom asymmetrisk organisering av cellkomponenter, t.ex. cytoskelettet.

I andra specialiserade celler, t.ex. immunceller och neuroner, möjliggör cellpolaritet kort- och långdistansöverföring av olika elektriska och biokemiska signaler. En typisk unipolär neuron har till exempel en mycket distinkt form och struktur, med en ände som är anpassad för att ta emot signaler genom starkt förgrenade dendriter. Signalen överförs sedan ner i en axon, som kan sträcka sig över kroppens hela längd. I cellens andra ände finns axonterminalen, där synapserna finns. Dessa synapser kan frigöra kemiska neurotransmittorer för att sprida signalen eller åstadkomma en åtgärd, t.ex. muskelkontraktion.