protoplasten zijn cellen waarvan de celwand is verwijderd, meestal door vertering met enzymen. Cellulase enzymen verteren de cellulose in plantaardige celwanden, terwijl pectinase enzymen de pectine cellen samen afbreken. Zodra de celwand is verwijderd is het resulterende protoplast sferisch in vorm.

de spijsvertering vindt meestal plaats na incubatie in een osmoticum (een oplossing met een hogere concentratie dan de celinhoud waardoor de cellen plasmolyse krijgen). Dit maakt de celwanden gemakkelijker te verteren. Vuil wordt gefilterd en / of uit de suspensie gecentrifugeerd en de protoplasten worden vervolgens gecentrifugeerd om een pellet te vormen. Bij resuspensie kunnen protoplasts op media worden gekweekt die celdeling en differentiatie veroorzaken. Een groot aantal planten kan worden geregenereerd uit een enkel experiment – een gram aardappelblad weefsel kan meer dan een miljoen protoplasten produceren, bijvoorbeeld.

protoplasten kunnen worden geïsoleerd uit een reeks plantenweefsels: bladeren, stengels, wortels, bloemen, helmknoppen en zelfs pollen. De gebruikte isolatiemedia en kweekmedia variëren met de species en met het weefsel waaruit de protoplasten werden geïsoleerd. Protoplasten worden op een aantal manieren gebruikt voor onderzoek en voor verbetering van planten. Ze kunnen op verschillende manieren worden behandeld (elektroporatie, incubatie met bacteriën, hitteschok, hoge pH-behandeling) om ze ertoe te bewegen DNA op te nemen. De protoplasten kunnen dan gecultiveerd worden en planten geregenereerd worden. Op deze manier kunnen genetisch gemanipuleerde planten gemakkelijker worden geproduceerd dan mogelijk is met intacte cellen/planten.

planten van ver verwante of niet-verwante soorten zijn niet in staat zich seksueel voort te planten als hun genomen/voortplantingswijze enz. zijn onverenigbaar. Protoplasten van niet-verwante soorten kunnen worden gefuseerd om planten te produceren die wenselijke eigenschappen zoals ziektebestendigheid, goede smaak en koude tolerantie combineren. Fusie wordt uitgevoerd door toepassing van een elektrische stroom of door behandeling met chemicaliën zoals polyethyleenglycol (PEG). Fusieproducten kunnen worden geselecteerd op media die antibiotica of herbiciden bevatten. Deze kunnen dan worden opgewekt om scheuten en wortels te vormen en hybride planten kunnen worden getest op gewenste eigenschappen.