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一般而言，有能力變成其它種類的細胞，并能自我更新的就是干細胞。譬如蛋變成雞的過程，便是干細胞進行各種增生分化的程序，此外當組織受傷后，進行修復作用時，也有干細胞的參與。目前，科學家發現亦可以從成體獲得干細胞，所以依照其來源不同可分為胚胎干細胞和成體干細胞。
若依照干細胞轉變成其它細胞的能力大小來分，又可分為全能性干細胞，泛指有能力成為一個完整個體的細胞，可分化的路徑多達兩百多種，如受精卵；多能性干細胞，指的是從胚胎內部所取得的內細胞群，具有分化成三種胚層能力的細胞；專能性干細胞，存在于成體的各部位組織，專能分化成某一類型的細胞，譬如血球干細胞能分化成紅血球、白血球等血球細胞，以進行組織修復及更新。
由于干細胞的能力有強弱之分，以應用性來講，全能性及多能性干細胞能力*，科學家操控其分化效果也最佳，應用前景也最被看好。這些細胞可從胚胎發育過程中取得，一九九八年，美國科學家詹姆士．湯姆生（James Thomson）從人類進行人工受精過程中多余的受精卵取得胚胎干細胞。
胚胎干細胞：當受精卵形成囊胚（約5～7天）時，囊胚含有約140個未分化的細胞，它的外表是一層扁平細胞，稱為滋養層，可發育成胚胎的支持組織如胎盤等。中心的腔稱囊胚腔，腔內一側的細胞群，稱內細胞群，也就是我們所謂的胚胎干細胞，這些細胞在體外環境下培養時，若加入白血球抑制因子，能讓細胞保持在未分化的階段，一旦去除掉白血球抑制因子，它們可進一步分裂、分化形成內、中、外三個胚層，每個胚層再分別分化，最后形成人體的各種組織和器官。
不過，這類的實驗牽涉到倫理和宗教問題，因此，美國*總統決定有限度地開放胚胎干細胞研究，聯邦經費只能補助利用現有的64株人類胚胎干細胞株進行的研究。這也使得科學家開始尋找另一種干細胞的來源，便是成體干細胞。
成體干細胞：成體干細胞是存留在成人器官中，但仍保有生長并分化成其它種細胞能力的細胞，由于成體干細胞并沒有涉及倫理和宗教上的問題，以及未來用在自體身上也不會引發免疫排斥的困擾，因此已漸漸成為干細胞研究發展的主流。目前，成體干細胞研究最為廣泛的就是骨髓干細胞和臍帶血干細胞。不過，成體干細胞的可塑性較胚胎干細胞低，這對于成體干細胞未來是否可治療任何疑難雜癥，投下了未知的變量。
