色素細胞，有時稱為色素體，是兩棲動物、魚類、爬行動物、甲殼動物、頭足綱動物中的一種含有生物色素的細胞。色素細胞是由胚胎中的神經嵴發展而來，對于產生皮膚色彩和眼睛色彩扮演重要角色。色素細胞依據白光下所呈現的顏色，可以分為黃色素細胞、紅色素細胞、彩虹色素細胞、白色素細胞、黑色素細胞與藍色素細胞。
有些物種的色素細胞，能夠透過色素位置的改變，以及反光結構方向的重新定位，達到快速改變色彩的目的。不同物種有不同的改變色彩方法，例如屬于頭足類的章魚，是利用肌肉來控制結構復雜的色素細胞器官；而屬于脊椎動物的變色龍，則利用細胞信號達到變色的目的。與變溫動物不同，恒溫動物中的鳥類和哺乳類只擁有一種類似色素細胞的黑素細胞，而變溫動物身上與其作用相當的“載黑素細胞”，被科學家作為研究人類疾病以及開發藥物的一種工具。