是在单细胞水平对全基因组或转录组等进行扩增与测序的一项新技术。其原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA或转录组RNA进行扩增，获得高覆盖率的完整的基因组或转录组后进行高通量测序，用于揭示细胞群体的时空差异和细胞进化关系等。

每个细胞都是独一无二的，但我们之前的研究对象往往是细胞群体，忽略了这些细胞之间的异质性。正因如此，单细胞基因组学和转录组学研究受到了越来越多的关注。

一个细胞里的DNA或RNA仅仅处在皮克(picograms)级的水平，这么少的量远远达不到现有测序仪的最低上样需求。因此科学家们必须先对单细胞内的微量核酸分子进行扩增，而且必须保证尽可能少地出现技术误差，以便开展后续的测序及其他研究。

单细胞测序技术取得突破主要与下面几个方面有关：技术进步使全基因组及转录组扩增的效率大幅度提高；高通量测序技术使得测序的效率更高，成本更低；**微流体技术(microfluidics)或微孔板技术(microwell technology)以及更高精密的荧光活化细胞分选技术(fluorescence-activated cell sorting)**等高效分离单细胞技术的不断涌现。

使用单细胞测序技术，能够解决：①样本珍贵，能够利用的材料稀少的问题；②揭示出每一个细胞 的基因组都是独一无二的，同一样组织本中的单细胞基因组存在异质性；③单细胞的基因组可以随着时间和空间进行随机的改变。单细胞测序技术在医学领域里也有着广泛的应用前景，比如各种肿瘤和许多疾病的研究和诊断，孕妇胎儿的产前诊断等。