Bir hücre çizgisi, çok hücreli bir organizmadan gelen ve normalde süresiz olarak çoğalmayan ancak mutasyon nedeniyle normal hücresel yaşlanmayı atlatan ve bunun yerine bölünmeye devam edebilen hücre popülasyonudur. Bu nedenle hücreler, in vitro olarak uzun süreler boyunca büyütülebilir. Ölümsüzlük için gerekli mutasyonlar doğal olarak meydana gelebilir veya kasıtlı olarak deneysel amaçlarla indüklenebilir. Ölümsüz hücre dizileri, çok hücreli organizmaların biyokimyası ve hücre biyolojisi için araştırma yapmak için çok önemli bir araçtır. Ölümsüzleştirilmiş hücre dizileri, biyoteknolojide de kullanım alanı bulmuştur.

Ölümsüzleştirilmiş bir hücre dizisi, süresiz olarak bölünebilen ancak çok hücreli bir organizmanın gelişiminin normal bir parçasını oluşturan kök hücrelerle karıştırılmamalıdır.