علم الخلايا الحية عالية الإنتاج هو استخدام المعدات والأجهزة الآلية مع تقنيات علم الأحياء الخلوي الكلاسيكية وذلك في معالجة مسائل بيولوجية بعيدة المنال باستخدام الطرق التقليدية. وهذه المعدات والتقنيات ربما تتضمن تقنيات من علم البصريات أو الكيمياء أو الأحياء أو تحليل الصورة لتسمح بالبحث المتوازي السريع مع كيفية عمل الخلايا، وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض وكيف تستغل الكائنات الممرضة هذه الخلايا في انتشار المرض.
ويعمل علم الخلايا الحية عالية الإنتاج بوصفه أحد جوانب ما يسمى «بحث أومكس» - على التفاعل بين تكنولوجيا علم الأحياء على نطاق واسع (المجين، البروتيوم، الترنسكربيتوم)، وبين الباحثين في هذا العلم. ويقوم هذا العلم أيضًا بالتركيز على الخلية بشكل محدد وكذلك التركيز على طرق الوصول والدخول إلى الخلية وذلك مثل عملية التصوير أو مصفوفات التعبير الجيني أو الفحص الواسع والدقيق للمجين. والفكرة الرئيسية هي أن تقوم الخلية باتخاذ طرق وأساليب أدائها الطبيعي التي تحدث من تلقاء نفسها وتقوم بعمل العديد منها دون تأثير ذلك على جودتها.
يمكن تعريف عملية البحث في الخلية عالية الإنتاج بأنها عبارة عن التجارب الآلية التي تحدث على نطاق واسع وتتكرر لتصبح مرئية بعد ذلك. وهذا البحث مهم وضروري جدًا لمواجهة العديد من التساؤلات التي تواجه الباحثين في علم الأحياء. وعلى سبيل المثال، يحتوي مجين الإنسان على ما لا يقل عن 21.000 جين، ومن المحتمل أن تساهم جميعها في وظائف عمل الخلية أو المرض. وذلك لكي نتمكن من الحصول على فكرة كيفية تفاعل هذه الجينات مع بعضها البعض وأي من هذه الجينات هو الذي يتفاعل ويتداخل وفي أي مكان يحدث هذا التفاعل والتداخل، ومعرفة أي الطرق الأكثر أهمية في عملية الضم التي تحدث بين الخلية والجين.