單細胞分離法是一種從待分離的材料中直接分離單個細胞進行培養獲得純培養的方法。該法在顯微鏡下操作，對于體積較大的微生物，可以用毛細管提取微生物個體；對較小的細胞或孢子，可以用顯微針、鉤、環等挑取以獲得單細胞；也可將適當稀釋后的樣品制成小液滴，在顯微鏡下選取只含有一個細胞的液滴培養。
細胞分離的手段主要是通過將細胞懸浮后做高通量篩選，其中主要使用的是流式細胞熒光分選技術（FACS）或者免疫磁性細胞分選法（MACS），這兩種方法在臨床上目前均廣泛應于細胞篩選。然而這兩種方法均需要使用相當大量數量的細胞，一般在105-106數量級上，然而很多研究中，培養出的細胞不太容易達到這個數量級。而在少量細胞分選中，這兩種方法均面臨著挑戰。
微流控芯片技術的出現讓少量細胞分選有了新的選擇，該方法主要通過熒光、磁力、流體動力流、聲光電泳、介電泳粘附等性質進行分離，這種方法往往需要較低的細胞濃度來實現單細胞分離，因此在分離過程中需要嚴格控制進入微流控芯片中的細胞量。
單細胞分離的優勢主要有以下幾點：
由于蛋白和基因的隨機表達性，即使同一基因源的細胞也可能會有所不同。因此細胞分離對于克服細胞異質性有著十分重要的意義。能夠讓研究者從一群混合細胞群中挑選特定感興趣的細胞，之后既可以用于單細胞分析，也可以用于單克隆擴增，這種檢測手段能夠檢測到常規細胞檢測手段所不能發現的細胞群中的多樣性。
