Celična homeostaza je težnja celice, da še naprej pravilno in učinkovito deluje z interakcijo tako z notranjimi kot zunanjimi dražljaji. Idealna celična homeostaza bi zahtevala, da celica še naprej ohranja harmonijo v sebi, kljub nenehnim spremembam v svojem okolju. Večino časa to zmorejo celice, čeprav nobena celična funkcija ni popolnoma popolna. Če bi bilo to res, živa bitja ne bi imela genetskih deformacij, bolezni ali pomanjkanja hranil. Vsak organizem v razmeroma dobrem zdravju pa je na splošno opredeljen kot sposoben vzdrževati odlično celično homeostazo.
Zelo velik del celične homeostaze vključuje vzdrževanje zdravega okolja v celici. To od celice zahteva pravilno in učinkovito izvajanje širokega spektra funkcij. Izraz homeostaza v dobesednem prevodu pomeni »ostati enak«. Temperatura, hitrost presnove, količina odpadkov in proizvodnja energije v celici morajo ostati enaki, da celica ostane zdrava. V idealnih okoliščinah bo celica vsak dan prejela točno pravo količino hranil, te hranila hitro predelala, odstranila odpadke in ostala pri temperaturi, ki je ugodna za vse te procese.
Žal zelo malo organizmov živi v prostoru, ki jim omogoča ves čas delovanje v idealnih okoliščinah, zato se morajo celice prilagajati. Na primer, če celice ne dobijo dovolj določenega vitamina, bo organizem začel hrepeniti po stvareh, ki vsebujejo ta vitamin. Človek s pomanjkanjem vitamina D lahko hrepeni po mlečnih izdelkih, želi toploto sonca ali poje solato, napolnjeno z ohrovtom in drugo zelenjavo, bogato z vitamini. Živali lahko na podoben način iščejo tudi s hranili bogate predmete in nagonsko iščejo stvari, ki jih potrebujejo za vzdrževanje celične homeostaze.
Če pomanjkanje hranil ni zapolnjeno, organizem na splošno potegne svojo energijo za vzdrževanje vitalnih sistemov in preusmeri hranila z neživljenjskih mest. Na primer, rastlina, ki poskuša vzdrževati celično homeostazo v svojem steblu in koreninskem sistemu, lahko črpa energijo iz listov. To se pogosto kaže kot obarvanje listov ali venenje. Ko se odpravi pomanjkanje hranil, se bo rastlina začela obnavljati s potiskanjem energije nazaj v preostali del organizma.
Podoben proces se dogaja pri bolnih ljudeh in živalih. Prehlajena oseba pogosto doživlja kašelj, kihanje, glavobol in zastoje. Ti simptomi so odzivi na nekaj v telesu, česar ne bi smelo biti. Telo poskuša vzdrževati celično homeostazo z bojem proti virusu, ki se poskuša razmnoževati v celicah. Ko virus izgine, se mora delovanje celic normalizirati.