在自發或人工誘導下，兩個不同基因型的細胞或原生質體融合形成一個雜種細胞。基本過程包括細胞融合形成異核體(heterokaryon)、異核體通過細胞有絲分裂進行核融合、最終形成單核的雜種細胞。有性繁殖時發生的精卵結合是正常的細胞融合，即由兩個配子融合形成一個新的的二倍體。

自發的動物細胞融合機率很低，1962年Okada和Tadokoro發現滅活的仙臺病毒有促進細胞融合的作用。這是由于病毒的磷脂外衣與動物細胞的膜十分相似的緣故。病毒外殼上的某些糖蛋白可能還有促進細胞融合的功能。此外，用聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)作為細胞融合劑，它可引起鄰近的細胞膜的粘合，繼而使細胞融合成為一個細胞。