Totipotensi dalam biologi sel menunjukkan kemampuan suatu sel untuk dapat memperbanyak diri dalam keseluruhan (total) kemungkinan perkembangan yang dimungkinkan. Teori totipotensi adalah teori yang mengatakan bahwa setiap sel berpotensi untuk tumbuh dan berkembang menjadi individu lengkap seperti induknya. Kata sifat totipoten lebih banyak dipakai. Sel punca, termasuk zigot, memiliki kemampuan ini. Pada tumbuhan, sel meristem yang berada pada titik tumbuh juga memiliki kemampuan ini.
Totipotent sel memiliki potensi total. Mereka dapat menjadi spesialis pluripotent sel yang dapat menimbulkan banyak sel anak, tetapi tidak semua, dari sel-sel yang diperlukan untuk pengembangan organisme. Pluripotent sel mengalami lebih spesialisasi ke multipotent sel yang berkembang untuk menjadi sel-sel yang memiliki fungsi tertentu. Misalnya, batang sel darah multipotent menjadi sel merah, putih dan sel-sel di dalam darah platelets (keping darah).
Kemampuan totipotensi dapat diubah dengan mengganti lingkungan hidup/tumbuh sel. Modifikasi osmotik, nutrisi, hormon, atau sumber energi yang dipaparkan pada sel dapat mengubah sifat ini menjadi pluripoten ("banyak potensi"), multipoten ("berbagai potensi"), atau unipoten ("tunggal potensi"). Sel yang pluripoten memiliki kemampuan berubah yang masih banyak, multipoten hanya beberapa, dan unipoten adalah bentuk sel yang telah terspesifikasi.