去分化（dedifferentiation）指的是已经分化的细胞在一定条件下失去其特有的结构和功能，恢复为具有未分化细胞特性的过程。在动物中，去分化细胞可能具有胚胎间质细胞的功能；在植物中，去分化细胞可能变成薄壁细胞，形成愈伤组织（callus）。去分化细胞有可能再次经历再分化（redifferentiation），即重新获得特定的结构和功能。
去分化在生物体内是一种重要的生理过程，它允许细胞在受损后重新获得分裂能力，有助于组织的修复和再生。然而，在肿瘤细胞中，去分化现象通常与肿瘤的恶性程度相关，肿瘤细胞去分化后可能失去其原有的分化特征，表现出类似干细胞或胚胎细胞的未分化状态，从而失去正常的生长和分化控制能力。
需要注意的是，去分化与脱分化（de-differentiation）是同一过程的不同称呼，有时在文献中可互换使用