Primärzellen sind Zellen, die direkt aus lebendem Gewebe oder einem Organ isoliert wurden. Es handelt sich um differenzierte Zellen, die den physiologischen Zustand von Zellen in vivo nachahmen und unter optimalen Bedingungen für eine kurze Zeit ihre in vivo-Funktionen beibehalten sollen. Zellen, die isoliert und in vitro kultiviert werden können, durchlaufen eine begrenzte Anzahl von Zellteilungen, bevor sie in die Seneszenz eintreten. Diese begrenzte Lebensdauer ist eine der größten Einschränkungen bei der Verwendung von Primärzellen. Mit Ausnahme von Stamm- und Vorläuferzellpopulationen sind die meisten Primärzellen terminal differenzierte Zellen eines sehr spezifischen Typs und mit hohem Funktionsniveau.

Primärzellmodelle sind gut etabliert, relativ einfach und kostengünstig in der Anwendung und bieten mehrere wichtige Vorteile im Vergleich zur Verwendung von Gewebeschnitten. Der Hauptvorteil dieses Modells besteht darin, dass Primärzellen Funktionen und Phänotypen beibehalten, die denen von Geweben/Organen in vivo nahekommen, und die Wirkung von Arzneimitteln/Toxinen kann auf isolierten Primärzellen auf zellulärer Ebene untersucht werden.