Le remplacement de tissus et d’organes endommagés par des greffes de tissus et d’organes ou par des implants bioniques présente de sérieux inconvénients. La biologie régénérative cherche à comprendre les différences cellulaires et moléculaires entre les tissus régénérés et non régénérés. La régénération est accomplie par trois mécanismes, dont chacun utilise ou produit un type différent de cellule compétente en matière de régénération. L'hyperplasie compensatoire est une régénération par la prolifération de cellules qui conservent la totalité ou la plupart de leurs fonctions différenciées (par exemple le foie). Les amphibiens urodèles régénèrent une variété de tissus par dédifférenciation de cellules matures pour produire des cellules progénitrices capables de se diviser. Toutes les cellules compétentes en régénération ont deux caractéristiques communes. Premièrement, ils ne sont pas différenciés de manière terminale et peuvent réintégrer le cycle cellulaire en réponse aux signaux émis dans l’environnement de la lésion. Deuxièmement, leur activation s’accompagne invariablement de la dissolution de la matrice extracellulaire (MEC) entourant les cellules, ce qui suggère que la MEC est un régulateur important de leur état de différenciation.
La régénération de structures complexes après une blessure nécessite des changements spectaculaires dans le comportement cellulaire. Les tissus régénérés déclenchent un programme qui comprend divers processus tels que la cicatrisation des plaies, la mort cellulaire, la dédifférenciation et la prolifération des cellules souches (ou progénitrices) ; de plus, les tissus nouvellement régénérés doivent intégrer des signaux d’identité de polarité et de position avec les structures corporelles préexistantes. Les approches d'inactivation de gènes et les analyses de lignées et fonctionnelles basées sur la transgenèse ont joué un rôle déterminant dans le déchiffrement de divers aspects des processus de régénération dans divers modèles animaux pour étudier la régénération.