细胞周期阻滞

长期的细胞周期阻滞是老化细胞的基本特征，也是体外鉴定细胞老化不可或缺的指标。为了检查细胞是否跃出了细胞周期，人们通常检测增殖指示分子Ki-67的表达丰度；或者通过将与胸腺嘧啶相似的溴脱氧尿嘧啶（Bromodeoxyuridine，BrdU）掺入到细胞培养基中，观察是否有新的DNA合成。细胞老化主要表现为G1期阻滞，个别情况下也可伴随G2/M期周期阻滞，或直接由G2/M期阻滞诱发形成。

细胞形态改变

虽然由于细胞周期的中断和DNA复制的停止，老化细胞内的DNA含量与正常细胞类似，但 RNA与蛋白质丰度均比正常细胞要明显升高。这是因为，尽管细胞进入老化阶段后蛋白质的整体合成速率降低，但是蛋白质的降解体系受到更加明显的抑制，导致蛋白质在细胞内持续堆积。但，由于不同组织来源的细胞，其形态本就各不相同，因此，目前还并无客观的、统一的标准从细胞形态判断并定义老化细胞。换句话说，目前并不能直接根据细胞的形态去判断是否老化细胞。
无论是原代细胞或是细胞株，在细胞培养过程中细胞老化现象是存在且常见的，但却容易被操作人员忽略，老化的细胞会出现的特征包括：细胞增殖变慢、细胞核体积异常及多核（4-8核）、表面分泌物增多、细胞体积增大、细胞扁平、细胞质中出现空泡等现象。