干细胞是未分化细胞，它可以分化成机体的200种细胞之一，包括血液、神经、肌肉、心脏、腺体和皮肤细胞。

可以触发一些干细胞以变成身体内任何种类的细胞。另一些已经部分分化，仅能分化成某一类细胞，比如说某种神经细胞。

干细胞分裂，产生更多干细胞，直至它们被触发以特化。然后继续分化，并不断特化，直至失去多向分化能力而成为特定的细胞。

研究者希望通过触发导致干细胞特化的基因而应用干细胞修复和替代由于某些疾病受损的细胞或组织，这些疾病包括阿尔兹海默病、帕金森病、糖尿病和脊髓损伤。通过触发某些基因，研究者或许能够引起干细胞特化并变成需要被更换的细胞。

研究者目前可以通过以下来源获取干细胞：

胚胎： 在体外受精时，男性精子与多个女性卵子置于培养皿中。精子使卵子受精，然后细胞分化形成胚胎。几个外观最健康的胚胎置于女性子宫中，其它的则被抛弃或冻存以备用。将其余胚胎弃去或冷冻待需要时后续使用。

可以从未使用的胚胎中获取干细胞。由于胚胎随后失去了成长为完整人体的能力，因此使用胚胎干细胞是有争议的。但是研究者认为这些干细胞产生各种细胞的能力最强，在移植后容易存活。

胎儿： 在胚胎发育8周以后被称为胎儿。干细胞可以从流产的胎儿获取。

脐带： 在胎儿分娩后可以从脐带血或胎盘获取干细胞。这些干细胞可以生成不同类型的血细胞。

儿童和成人： 可以从儿童和成人的骨髓和血液中获取干细胞。这些干细胞仅能生成血细胞。移植最常用的是这类干细胞。

诱导多能干细胞： 科学家正在研发多种方式使得（诱导）其它细胞（例如血细胞或皮肤细胞）充当干细胞成为可能。这些细胞通常取自成人。一种诱导这些细胞的方式将它们随影响其基因的物质一起注射，一个称作再编程的过程。

诱导型干细胞的开发和使用仍然视为实验性的。