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原形質分離とは、細胞が高張液中で水分を失う過程のことである。その逆の過程である脱原形質分離（または細胞溶解）は、細胞が低張液中にある場合に起こり、外部浸透圧が低下して細胞内に水分が流入する。原形質分離と脱原形質分離を観察することで、細胞環境の浸透圧や溶質分子が細胞膜を通過する速度を判定することができる。
原形質分離という用語は、ラテン語で「基質」を意味する「plasma」と、ギリシャ語で「緩めること」を意味する「lysis」に由来する。
低張液中の植物細胞は浸透によって水分を吸収するため、細胞内の水分量が増加し、圧力が上昇します。これにより原形質が細胞壁を押し、膨圧と呼ばれる状態になります。膨圧は植物細胞同士を同じように押し合うように作用し、非木質植物組織における主要な支持機構となっています。植物細胞壁は、ある一定の膨圧（完全膨圧）を超えると、それ以上の水分の流入を阻止します。この膨圧によって、動物細胞のように破裂することはありません。これが植物が直立する理由でもあります。植物細胞に硬さがなければ、植物は自重で倒れてしまいます。膨圧によって植物はしっかりと直立した状態を保つことができ、膨圧のない植物（弛緩した状態）はしおれてしまいます。細胞の膨圧は、周囲に空気の隙間がなくなると低下し始め、最終的には細胞内よりも高い浸透圧になります。[ 1 ]液胞は、マンニトール、ソルビトール、スクロースなどの溶質を含む高浸透圧溶液によって水が細胞から流出する際に膨圧に関与する。[ 2 ]
植物細胞を高張液に入れると、細胞は水分を失い、原形質分離によって膨圧が低下します。膨圧が低下すると、細胞の原形質が細胞壁から剥がれ落ち、細胞壁と細胞膜の間に隙間ができ、植物細胞は縮んでしわくちゃになります。さらに膨圧が低下すると、最終的には細胞壁が完全に崩壊する細胞崩壊が起こります。このような状態の植物はしおれます。原形質分離後、植物細胞の細胞壁と細胞膜の間の隙間は高張液で満たされます。これは、細胞を囲む溶液が高張であるため、浸透が起こり、細胞壁と細胞質の間の空間が溶質で満たされ、ほとんどの水分が排出されるため、細胞内の濃度がより高張になるためです。植物には、過剰な水分の損失を防ぐためのメカニズムと、過剰な水分の獲得を防ぐためのメカニズムがあります。細胞を低張液に入れると、原形質分離は逆転します。気孔が閉じることで、植物体内の水分が保持され、乾燥を防ぐことができます。ワックスも植物体内の水分保持に役立ちます。動物細胞におけるこれに相当するプロセスは、クレネーションと呼ばれます。
細胞内の液体成分は浸透によって漏れ出す。細胞は崩壊し、細胞膜は細胞壁から剥がれる（植物の場合）。ほとんどの動物細胞はリン脂質二重層（細胞膜）のみで構成されており、細胞壁を持たないため、このような条件下では収縮する。
原形質分離は極端な条件下でのみ起こり、自然界ではまれにしか発生しない。実験室では、細胞を高濃度の生理食塩水または糖溶液（ショ糖）に浸漬して浸透圧を起こさせることで誘発される。この際、細胞液に色が付いているため、分離過程がはっきりと観察できるオオカナダモやタマネギの表皮細胞がよく用いられる。 植物細胞の染色にはメチレンブルーが使用できる。
原形質分離は、主に高張液と高圧下での細胞膜の収縮として知られている。
原形質分離には、凹型原形質分離と凸型原形質分離の2種類がある。[ 2 ]凹型原形質分離では、原形質膜と細胞壁の間に半球状の内側に湾曲したポケットが形成されるため、原形質膜と内部の原形質が細胞壁から部分的に収縮する。凸型原形質分離では、原形質膜と内部の原形質が細胞壁から完全に収縮し、原形質膜の両端は対称的な球状に湾曲する。[ 2 ]