幹細胞即為起源細胞。簡單來講，它是一類具有多向分化潛能和自我複製能力的原始的未分化細胞，是形成哺乳類動物的各組織器官的原始細胞。幹細胞在形態上具有共性，通常呈圓形或橢圓形，細胞體積小，核相對較大，細胞核多為常染色質，並具有較高的端粒酶活性。幹細胞可分為胚胎幹細胞和成體幹細胞。
胚胎幹細胞（Embryonic stem cell）的發育等級較高，是全能幹細胞（Totipotent stem cell），而成體幹細胞的發育等級較低，是多能幹細胞或單能幹細胞。據文獻報導幹細胞是一類具有自我更新和分化潛能並保持未分化狀態的細胞。它包括胚胎幹細胞和成體幹細胞。幹細胞的發育受多種內在機制和微環境因素的影響。目前人類胚胎幹細胞已可成功地在體外培養。最新研究發現，成體幹細胞可以橫向分化為其他類型的細胞和組織，為幹細胞的廣泛應用提供了基礎。
在胚胎的發生發育中，單個受精卵可以分裂發育為多細胞的組織或器官。在成年動物中，正常的生理代謝或病理損傷也會引起組織或器官的修復再生。胚胎的分化形成和成體組織的再生是幹細胞進一步分化的結果。胚胎幹細胞是全能的，具有分化為幾乎全部組織和器官的能力。而成體組織或器官內的幹細胞一般認為具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織。然而，這個觀點目前受到了挑戰。
最新的研究表明，組織特異性幹細胞同樣具有分化成其他細胞或組織的潛能，這為幹細胞的應用開創了更廣泛的空間。幹細胞具有自我更新複製的能力（Self-renewing），能夠產生高度分化的功能細胞。

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