細胞內噪音是細胞生物學中出現的數量的隨機變化。 例如，即使在同一組織內，基因相同的細胞也經常被觀察到具有不同的蛋白質表達水平、不同的大小和結構。 這些明顯的隨機差異可能會產生重要的生物學和醫學后果。

細胞內噪音最初是，現在仍然經常在基因表達水平的背景下進行檢查——細胞內和細胞間基因產物的濃度或拷貝數。 由于基因表達水平決定了細胞生物學中的許多基本特性，包括細胞的物理外觀、對刺激的反應行為以及處理信息和控制內部過程的能力，因此基因表達中噪聲的存在對許多過程具有深遠的影響 在細胞生物學中。

噪聲最常見的定量定義是變異系數：

η X = σ X μ X

其中 η X 是數量 X? 中的噪聲，μ X 是 X 和 σ X? 是 X {\displaystyle X} 的標準偏差。 該度量是無量綱的，允許對噪聲的重要性進行相對比較，而無需了解xxx平均值。

為方便數學計算而經常使用的其他量是 Fano 因子

細胞內噪聲通常在內部噪聲和外部噪聲的框架內進行研究。 內在噪聲是指單個細胞內相同調節量的變化：例如，兩個相同控制基因表達水平的細胞內變化。 外在噪聲是指不同細胞之間相同調節量的變化：例如，給定基因表達的細胞間變化。

在雙重報告研究中經常比較內在和外在噪聲水平，其中兩個相同調節基因的表達水平被繪制為群體中的每個細胞。

在雙報告者研究中，將外部噪聲一般描述為沿主對角線傳播的一個問題是假設外部因素導致兩個報告者之間的正表達相關性。 事實上，當兩個記者競爭低拷貝調節器的綁定時，兩個記者變得異常反相關，傳播垂直于主對角線。 事實上，雙報告散點圖與圓對稱的任何偏差都表明存在外來噪聲。 信息論提供了一種避免這種異常現象的方法。

注意：這些列表是說明性的，并非詳盡無遺，噪聲源的識別是一個活躍且不斷擴展的研究領域。

固有噪聲

• 低拷貝數效應（包括離散的出生和死亡事件）：細胞成分生產和降解的隨機（隨機）性質意味著低拷貝數成分的噪聲很高（因為這些隨機波動的幅度是 拷貝數不可忽略）；
• 擴散細胞動力學：許多重要的細胞過程依賴于反應物（例如 RNA 聚合酶和 DNA）和其他物理標準之間的碰撞，考慮到細胞的擴散動力學性質，這些碰撞是隨機發生的。
• 噪聲傳播：低拷貝數效應和擴散動力學導致細胞中的每個生化反應隨機發生。 反應的隨機性可以減弱或放大。 每個反應對拷貝數內在可變性的貢獻可以通過 Van Kampen 的系統規模擴展來量化。

外部噪音

• 細胞年齡/細胞周期階段：不同步的分裂種群中的細胞，在給定的時間快照，將處于不同的細胞周期階段，具有相應的生化和物理差異；
• 細胞生長：生長速率的變化導致細胞間的濃度變化；
• 物理環境（溫度、壓力等）：物理量和化學濃度（特別是在細胞間信號傳遞的情況下）可能會隨空間變化