單細胞測序是指獲取單個細胞遺傳信息的測序技術，即對單個細胞水平上，對基因組或轉錄組進行提取擴增和高通量測序分析。
該技術能夠揭示單個細胞的基因結構和基因表達狀態，包括結構變異、拷貝數變異、RNA表達水平等數據，使不同細胞類型得以精確區分，并有助于科學家在但細胞水平進行分子機制的研究。
為什么要做單細胞測序？對于多細胞生物來說，在細胞的分裂和分化過程中，必然會逐漸產生或大或小的差異，即遺傳信息的異質性。例如，同一腫瘤組織中的不同細胞內涵不同基因組和轉錄組等遺傳信息，就臨床利用上而言，這種差異或能影響某種療法對該腫瘤起到的作用。
傳統的研究方法是在多細胞基礎上完成檢測，即一次處理成千上萬個細胞。比如，當研究人員想要檢測某個蛋白的表達量，常用的方法如WesternBlot等，從而得到的信號值反映的其實是基因在群體細胞中的表達平均后水平，這就會導致不同細胞間表達異質性信息的丟失。
但如果運用單細胞測序方法，如流式細胞術技術，在單細胞水平對熒光強度加以測定，就能*反應同一個細胞群里不同細胞的基因組和轉錄組等遺傳信息的狀況。
對個體細胞的DNA測序可以幫助我們了解例如在癌癥中的小范圍細胞的變異；進行RNA測序則有助于我們了解和鑒別不同的細胞類型與其表現的基因，對研究發育生物學等有較大裨益。
