在傳統的測序技術中，上機測序的樣本是由多個細胞構成的，分析得出的結論也只是基于所有細胞的平均水平，但是我們知道細胞是具有異質性的，對于大腦等復雜組織而言，其細胞類型是多樣的；對于腫瘤細胞而言，其細胞異質性更是尤為突出，為了克服細胞異質性的影響，提高科學研究的精度，科學家在不斷嘗試，希望從單個細胞的水平去進行測序分析。
單細胞轉錄組測序就是利用高通量測序技術對單個細胞進行RNAseq，以此了解單細胞水平的基因表達情況。某個細胞在某一生理功能狀態下所有轉錄的mRNA產物的集合，是基因組遺傳信息傳遞和表達的重要步驟和過程。與參考基因組比對，可以得到基因差異表達、可變剪接、融合基因等遺傳調控信息。
單細胞轉錄組RNAseq較大的優勢就在于，它可以明確到細胞間的差異性，可以將某個組織中不同的單細胞分別進行研究，獲取更多的樣本信息，而不同于對整個組織（bulk）進行探究的普通轉錄組，對于理解單個細胞的多樣性有著明顯的局限性。每種組織中有多種類型的細胞，每一種細胞類型有著*的起源和功能，而每一個細胞的譜系和發展的狀態又決定了每個細胞如何與周圍的細胞及環境互作，那么把高通量測序應用到單個細胞層面，對于我們理解細胞的起源、功能、變異等就有著至關重要的作用。
單細胞更加，得到的是每個細胞型的表達量，從而可以幫助理解組織異質性，鑒定罕見的細胞類型，檢測細胞組分的變化，例如在癌癥異質性、胚胎發育、細胞對藥物的反應、神經細胞分型、差異表達通路等方面都發揮重要作用。
