细胞生物学是在显微、亚显微和分子水平三个层次上，以动态的观点,研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科，包括细胞及细胞器的结构和功能、细胞的代谢与生长、繁殖与分化、遗传与变异、衰老与死亡、生理和病理、起源和进化等。是现代生命科学的重要前沿分支学科之一。细胞生物学是联系生物科学诸多分支学科如生理学、发育生物学、免疫学、遗传学、神经生物学、微生物学、基础医学、临床医学的基础和桥梁，与其他学科相互衔接、互相渗透，在生物学中占有中心地位。本学院以细胞生物学学科为基础，围绕基础医学研究、临床疾病的防治、生物医学资源的开发与利用三个方面，依托工程学科基础、云南丰富的生物资源、临床疾病资源，通过整合资源优势和凝练研究方向，形成以下研究方向：

医学细胞生物学：研究人类正常生理和各种疾病在细胞水平中的发生发展过程及其分子机理，通过科学或技术手段探索疾病的诊断、预防、治疗和保健的规律，为人类的健康提供科学理论和方法。

肿瘤细胞生物学：在细胞水平研究肿瘤发生发展的分子机理，通过对肿瘤细胞信号转导通路的相关基因和蛋白的功能研究，研发肿瘤分子诊断和治疗的新靶点，利用云南特有的生物资源筛选具有抗肿瘤的天然活性成分。

衰老细胞生物学：研究细胞衰老发生和发展的分子机制，揭示人类衰老相关疾病的分子机理，建立衰老相关疾病的早期诊断方法；利用云南特有的生物资源筛选具有抗细胞衰老和机体衰老及其老年病的天然活性成分。

细胞药物学：在体外以细胞为模型，研究药物分子在细胞内作用的相关分子机制，从而发现和研究药物对疾病发生或治疗的作用，进一步依托特有的高内涵毒理、药理研究平台和类似物全合成研究平台，开展新药研发。

神经细胞生物学：研究人类的神经系统退行性疾病，如帕金森氏病、老年痴呆等，在细胞水平、电生理水平探讨神经性疾病的发生发展的分子机理，从而进一步开展神经疾病的防治及其候选药物的研发。

免疫细胞生物学：在细胞水平，研究病原体在细胞内的感染、复制和释放的分子机制，细胞对病原体免疫应答的分子机制，探索细胞的天然免疫和获得性免疫机理，从而进一步研制和开发抗病原体的药物和疫苗。