細胞示蹤技術對于研究細胞的起源，了解組織器官發育及探究疾病的發生機制等都至關重要。細胞示蹤技術最早起源于20世紀初期，經過研究者多年努力，現在通過不同的標記物和不同的成像手段對細胞活動進行觀察。
根據標記物的的種類可以分為外源性標記物和內源性標記物。外源性標記物通常按照簡單的孵化而導入細胞，包括：熒光染料成像和量子點成像在示蹤標記物的應用方面，內源性遺傳標記發生于基因水平，能夠克服傳統標記物的局限和缺點。在追蹤手段上，借助光學顯微鏡，可在活體內對細胞進行追蹤和觀察。內源性標記物通常是具有生物活性的蛋白質，主要包括熒光素酶、熒光蛋白及β-半乳糖苷酶。
熒光素酶基因導入細胞后，能表達熒光素酶，通過注射底物就可以觀察被標記細胞的發光現象，實現細胞示蹤。熒光蛋白由于熒光信號強，便于觀察追蹤，已經廣泛用于細胞示蹤研究。內源性標記的活體示蹤相比外源性標記示蹤更能闡明細胞在體內真實的分化發育及遷移情況。與熒光素酶放光方式不同，熒光蛋白發光不需要注射底物，其發光原理是較高能量的激發光能使其蛋白構象發生改變而產生熒光。最常見的熒光蛋白有綠色熒光蛋白和紅色熒光蛋白。
以上內源性標記物與傳統的細胞標記物最大的區別在于它不會向臨近細胞污染擴散，能夠穩定的表達，并且隨著細胞的分裂，標記也會遺傳給子代細胞。運用病毒轉導是將外源基因整合入目的細胞是一種普遍使用的方式。
不同的標記適用于不同的實驗。LUC常用于細胞標記后小動物細胞移植活體成像追蹤，從而評估移植后細胞的歸巢以及治療效果等。GFP、RFP能穩定在后代遺傳，它在定量或其他實驗中慢慢取代了傳統的化學染料。更多地，熒光蛋白被改造成了不同的新工具，廣泛被用于超分辨顯微鏡成像。
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