Einzelzellanalyse bezeichnet experimentelle Methoden, die die chemische, mechanische oder funktionelle Charakterisierung individueller Zellen ermöglichen. In der Materialwissenschaft umfasst dies die Wechselwirkung von Zellen mit Biomaterialoberflächen, mechanische Antwort in Mikromechaniktests und hochauflösende spektroskopische Analysen, etwa mittels Raman, ToF-SIMS oder Einzelzell-ICP-MS für toxikologische und Freisetzungsstudien.