Les cellules urothéliales sont les cellules qui tapissent la surface de la vessie. Ces cellules sont constituées d'un type cellulaire unique doté d'une grande plasticité et d'une grande variété de fonctions cellulaires. Elles constituent la première ligne de défense de la vessie et servent d'interface entre les agents pathogènes. Les cellules urothéliales sont dotées de plusieurs mécanismes de défense pour empêcher l'adhésion des agents pathogènes et maintenir l'imperméabilité aux solutés urinaires. Les cellules urothéliales expriment les récepteurs des œstrogènes alpha et bêta, le récepteur du facteur de croissance épidermique et le récepteur du facteur de croissance des fibroblastes. Ces récepteurs jouent un rôle majeur dans la réponse des cellules urothéliales aux blessures et aux infections. Les cellules urothéliales libèrent également un certain nombre de cytokines et d'autres médiateurs du système immunitaire. La possibilité de cultiver des cellules urothéliales normales in vitro permet d'approfondir l'étude du potentiel immunorégulateur des cellules urothéliales.