التوصيل داخل الخلايا هو عملية إدخال المواد الخارجية إلى داخل الخلايا الحية. تشمل هذه المواد الأحماض النووية الدنا والرنا، والبروتينات، والببتيدات، والجزيئات الصغيرة غير النفوذة، والمواد النانوية الاصطناعية، والعضيّات، وأجهزة التتبع الميكرونية. تستخدم هذه الجزيئات لتحري عمل الخلية، أو هندسة عملياتها، أو تصحيح الخلل الوظيفي.
تشمل التطبيقات الطبية للتوصيل الخلوي الإخصاب في المختبر (IVF)، ولقاحات الرنا مرسال، والعلاج الجيني وإعداد المستقبلات الخيمرية للخلايا التائية CAR-T. تشمل التطبيقات الصناعية إنتاج البروتين، والاصطناع الحيوي، والهندسة الوراثية للنباتات والحيوانات. يعتبر التوصيل داخل الخلايا من التقنيات الأساسية المعتمدة في دراسة علم الأحياء وعلم الوراثة. يُجرى التوصيل داخل الخلايا باتباع أساليب مختلفة، ويتضمن ذلك التقنيات البيولوجية والكيميائية والفيزيائية التي تعمل إما من خلال تعطيل الغشاء الخلوي أو تغليف المواد ضمن النواقل.
يعتبر التوصل الخلوي نقطة التقاطع بين بيولوجيا الخلية والتكنولوجيا، ويرتبط مع العديد من المجالات العلمية والطبية بما في ذلك علم الوراثة، والتكنولوجيا الحيوية، والهندسة الحيوية، وتوصيل الأدوية.