细胞衰老是一种稳定的细胞周期停滞状态，在此状态下细胞会保持代谢活跃，但不会再分裂，也不会应答促进生长的刺激。衰老由各种细胞应激源触发。这些应激源包括环境因素，如电离辐射或化疗药物暴露、氧化应激、DNA 损伤、线粒体功能障碍和癌基因激活。该过程提供了一种通过分离受损细胞来维持组织平衡的防御机制。衰老细胞影响从癌症到糖尿病和老化的许多生理和病理过程。相应地，了解衰老为何会导致这些疾病可能会促使治疗一系列疾病的提前衰老疗法和抗衰老疗法的开发。
DNA 损伤或其他诱导衰老的刺激通过激活 p53/p21CIP1 或 p16INK4A/磷酸化 Rb 蛋白肿瘤抑制通路来诱导细胞周期停滞。这些级联通过抑制与细胞周期进展相关的激酶和阻断促进增殖的基因的转录来诱导衰老。除永久性退出细胞周期外，衰老细胞还显示出几种特征，包括形态变化、衰老相关分泌表型 (SASP) 的激活以及 DNA 损伤的证据。
在形态方面，由于 Lamin B1 表达降低，已经发生衰老的细胞形态较大和扁平，且核被膜不完整。衰老相关异染色质聚集 (SAHF) 的形成是在接受癌基因诱导衰老的细胞中观察到的一种常见染色质重组形式。此外，β-半乳糖苷酶因溶酶体活性改变而在衰老细胞中积聚。
衰老细胞通过其分泌的蛋白的显著变化影响周围的组织微环境，这是一种被称为衰老相关分泌表型 (SASP) 的现象。SASP 包含可能会根据细胞环境产生积极或不利影响的生长因子、细胞因子和蛋白酶的上调和释放。例如，SASP 可通过募集和激活免疫细胞来开始组织修复和受损细胞去除。而相反的情况下，SASP 可通过刺激血管生成和胞外基质 (ECM) 重塑来促进肿瘤生长和进展。SASP 所释放的因子的具体示例包括白细胞介素 6、白细胞介素 1b、基质金属蛋白酶 3 以及趋化因子（C-X-C 基序）配体 10 等。
衰老细胞随年龄积累，导致正常的老化过程以及年龄相关疾病。动物模型研究表明，体内给予选择性清除衰老细胞的称为 senolytics 的化合物可减少炎症、增强免疫系统功能，从而延缓衰老的进程，进而增强健康和延长寿命。相反，激活衰老的因子通过抑制肿瘤细胞的生长和增殖在治疗某些类型的癌症时显示出一定的疗效。但是，衰老细胞在化疗后的脱靶聚集可能导致不良副作用，包括由于 SASP 组分的释放而发生疲劳和癌症复发倾向。因此，需要完全了解衰老机制，以便利用其有益和有害效果之间的平衡来有效治疗病理状态并且潜在地延缓衰老进程。
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