在传统的测序技术中，上机测序的样本是由多个细胞构成的，分析得出的结论也只是基于所有细胞的平均水平，但是我们知道细胞是具有异质性的，对于大脑等复杂组织而言，其细胞类型是多样的；对于肿瘤细胞而言，其细胞异质性更是尤为突出，为了克服细胞异质性的影响，提高科学研究的精度，科学家在不断尝试，希望从单个细胞的水平去进行测序分析。
单细胞转录组测序就是利用高通量测序技术对单个细胞进行RNAseq，以此了解单细胞水平的基因表达情况。某个细胞在某一生理功能状态下所有转录的mRNA产物的集合，是基因组遗传信息传递和表达的重要步骤和过程。与参考基因组比对，可以得到基因差异表达、可变剪接、融合基因等遗传调控信息。
单细胞转录组RNAseq较大的优势就在于，它可以明确到细胞间的差异性，可以将某个组织中不同的单细胞分别进行研究，获取更多的样本信息，而不同于对整个组织（bulk）进行探究的普通转录组，对于理解单个细胞的多样性有着明显的局限性。每种组织中有多种类型的细胞，每一种细胞类型有着*的起源和功能，而每一个细胞的谱系和发展的状态又决定了每个细胞如何与周围的细胞及环境互作，那么把高通量测序应用到单个细胞层面，对于我们理解细胞的起源、功能、变异等就有着至关重要的作用。
单细胞更加，得到的是每个细胞型的表达量，从而可以帮助理解组织异质性，鉴定罕见的细胞类型，检测细胞组分的变化，例如在癌症异质性、胚胎发育、细胞对药物的反应、神经细胞分型、差异表达通路等方面都发挥重要作用。
