细胞化学（cytochemistry）是在血细胞学飞跃发展的基础上结合化学和生物化学的研究成果发展起来的（图1-4）。19世纪晚期，Ehrlich三酸混合染色的发明促进了血液细胞化学染色的诞生（表1-3）。细胞化学染色可以看为细胞一般染色法（如Wright-Giemsa）的延续和补充，以区别于一般染色法，故也称细胞化学染色为特殊染色。

1867年Perls介绍了显示铁的普鲁士蓝方法（Prussian blue method），后被应用到骨髓铁染色中。至今，它与形态学同步检查，仍是评估体内铁是否缺乏的金标准。1909年Schultze和1910年Kreiblich用过氧化物酶（peroxidase, POX）染色技术，以鉴别原始淋巴细胞性和原始粒细胞性白血病。与一般染色细胞相比较，POX成为鉴定细胞类型独特的工具，并从那时起，细胞化学染色技术被广泛地应用于临床诊断，陆续报告了急性白血病和慢性白血病不同细胞类型的细胞化学特征，以及许多血液异常疾病的细胞形态学改变与细胞化学的关系。1924年Feulgen和Rossenbeck建立了Feulgen反应的DNA染色法，1939年Sheehan最先将脂类染色法——苏丹黑B（Sudan black B, SBB）用于白细胞染色，与POX一起成为急性白血病最常用和最重要的细胞化学染色方法，而POX（MPO）则经百余年的实践检验，同Auer小体一样依然是粒（单）系AML最简便实用的特异性标记。1939年Gomori和Takamatsu同时发表了证明白细胞碱性磷酸酶的染色方法，1955年和1958年Kaplow和Hayhoev建立起白细胞碱性磷酸酶的偶氮偶联法，1952年Gomori又用类似技术设计了酸性磷酸酶等细胞化学染色，1970年Li CY和1971年Yam等则用抗酒石酸酸性磷酸酶染色鉴定多毛细胞白血病。1942年Brracher建立甲基绿-派洛宁（pyronin）染色以显示血细胞的核糖核酸含量。1954年Naidoo和Pratt以及1957年Wachstin和Meisel建立5′核苷酸酶（5′-nucleotidase，5′-ND）染色法，作为急性淋巴细胞白血病，尤其是慢性粒细胞白血病急淋变的一种生化标记进行鉴别诊断。1960年Quaglino和Hayhoe用过碘酸雪夫染色（periodic acid Schiff method, PAS）分析血细胞糖原成分用于红白血病的鉴别诊断，是20世纪80年代前用于鉴定红（白）血病细胞和巨幼红细胞的主要方法。

1949年Nachlas和Seligman介绍偶氮染料酯酶方法，1953年Gomori首先介绍以α-萘酯（α-naphthyl）和AS萘酯（naphthyl AS）的氯乙酸（chloroacetate）为底物的酯酶反应，建立起氯乙酸酯酶染色方法，以区分于阳性的肥大细胞和各阶段粒细胞与阴性的单核细胞。1959年和1960年Moloney用高发色性底物——氯乙酸ASD萘酚（naphthol ASD acetate, NASDA）可以更灵敏地显示出阳性反应，证实氯乙酸酯酶（chloroacetate esterase, CE）为粒系和肥大细胞的特异性酯酶。1959年Braunstein和1964年Fisher等用α-乙酸萘酯（α-naphthyl acetate）为底物显示的酯酶反应主要见于单核细胞，用AS萘酯作底物时得到同样结果，这类酯酶被称为非特异性酯酶（nonspecific esterase, NSE）染色，主要鉴定单核细胞，用于单核细胞白血病的辅助诊断；1964年Fischer和Schmalzl报告在NSE染色液中加入一定量的氟化钠，显示单核细胞的NSE活性被氟化钠抑制，而粒细胞者则不被抑制，从而建立起氟化钠酯酶抑制反应。丁酸萘酯酶（naphthyl butyrate esterase, NBE）是后来被认识的单核细胞性酯酶（Higgy, Burns, Hayhoe, 1977），是鉴别诊断单核细胞性和粒单核细胞性以及巨核细胞性白血病的方法。1977年Hanker在急性粒细胞白血病患者的原幼细胞中发现一种氢过氧化物酶阳性的Phi小体，建立起Phi小体染色，用于鉴别急性髓细胞白血病与急性淋巴细胞白血病，阳性检出率比Auer小体为高。1955年Scheldon和1956年Brandes等学者将电子显微镜与酶组织化学技术相结合，开创了电镜细胞化学染色的新领域。

细胞化学是建立在细胞形态学和化学基础上，使血液形态学诊断上升到一个新的高度。由于细胞化学染色与染色剂染色的细胞形态学观察的方法和原理相似，历史较为悠久，都属于传统形态学的范畴，其鼎盛时代为20世纪50年代至70年代。时至今日仍有许多不失为有重大诊断评估价值的染色方法，如用于骨髓切片的铁染色、Gomori网状纤维染色等都是相关项目评估的金标准方法；POX，即髓过氧化物酶（MPO）或SBB、非特异性酯酶（NAE）和CE为1985年和1995年国际血液学标准化委员会（International Council for Standardization in Haematology, ICSH）推荐的急性白血病鉴定项目，且血液细胞和骨髓细胞的鉴定正在向着多种染色互补的方向发展，比如甲苯胺蓝染色识别不典型嗜碱性粒细胞和肥大细胞，CD41染色用于骨髓细胞学常规检查微小巨核细胞和原始巨核细胞（卢兴国，1997）；用碱性蓝染色鉴别T细胞（Erenpreiss，2001），用新的染料染色鉴定巨核细胞等（李顺义，2005）。

组织化学（histochemistry）与细胞化学基本同义，不过组织化学含义和范畴更为广泛。组织化学是在细胞学、组织学与组织生物化学的基础上发展起来的。细胞化学与组织化学的方法学一样，但研究的对象有所不同。前者研究细胞（涂片标本为主）而后者侧重研究组织（切片标本为主）中的化学组分、分布及其与功能的关系。