每个植物活细胞都具有该物种的生命特征属性，在合适的离体培养条件下，可以展现这些特征属性，包括新陈代谢（metabolism）、应激性（irritability）、自体复制（autoduplication）。
即一个细胞具有生长发育为多细胞或多器官高等生物的潜能。细胞全能性概念的形成是随着植物细胞工程学科领域的发展不断完善起来的。
1902年，德国植物生理学家Haberlandt根据细胞学说的理论，提出了“植物体的细胞在一定条件下，可以如同受精卵一样，具有潜在发育成植株的能力”的大胆预言。1958年，Steward以胡萝卜根韧皮部的单个细胞以液体培养获得了完整植株并开花结实，首次证明了植物细胞全能性的假说。
1964年，Guha和Maheshwari两人在培养毛叶曼陀罗成熟花药时，获得了由小孢子发育而成的单倍体植株，这一结果再次证明了植物的生殖细胞和体细胞一样，在离体条件下可以表现植物细胞的全能性。
根据植物细胞全能性的理论，每个植物细胞像胚胎细胞一样，具有在适宜的条件下被诱导生长分化形成一个完整植株的潜力，植物体的任何一部分也可以经过离体培养完成生命周期。实现植物细胞全能性的途径有：以植物体细胞为材料，可以获得正常开花结实的二倍体植株；以植物性细胞（大、小孢子体）为材料，可以获得单倍或其他倍性的植株；以植物单细胞来源的原生质体或已融合的原生质体材料，可以获得不同倍性的植株，甚至是自然界不存在的远缘杂种。