多倍體細胞是指體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。
多倍體細胞在自然界中廣泛存在，特別是在高等植物中，多倍體細胞的形成可以是自然演化的結果，也可以是由於染色體加倍的過程，如通過有絲分裂時染色體的錯誤分離或在減數分裂時錯誤地阻止了染色體的減半，此外，不同物種間的雜交也可以產生多倍體。
多倍體細胞可以根據染色體組的來源分為同源多倍體和異源多倍體，同源多倍體是指所有染色體組都來源於同一物種，而異源多倍體則是由不同物種的染色體組合而成。多倍體的存在對生物體的形態和生理特性有顯著影響，例如，多倍體植物通常比二倍體植物個體更大，且在育種工作中，多倍體可以用來改良作物的某些經濟性狀，同時還可以克服遠緣雜交過程中的障礙。