Celulele stem sunt celule nespecializate care sunt capabile să se diferențieze în alte celule și să se autoregenerare. Abilitatea de a diferenția înseamnă potențialul de a se dezvolta în alte tipuri de celule.
O celulă stem atopotente, cunoscută și sub denumirea de ou fertilizat, se poate dezvolta în toate tipurile de celule, cum ar fi membranele embrionare. O celulă stem pleuripotentă are capacitatea de a se dezvolta în celule din toate cele trei straturi germinale, care se referă la celule din masa internă a celulei. Regenerarea de sine înseamnă că celulele stem pot fi divizate și pot produce celule stem suplimentare. Diviziunea celulară este simetrică în timpul dezvoltării timpurii, ceea ce înseamnă că fiecare celulă se divizează pentru a produce celule fiice cu același potențial. Celula mai apoi se divide asimetric, cu o celula fiica fiind o celula stem, iar cealalta devenind o celula mai diferentiata.
Se explică faptul că celulele stem se pot despărți pentru perioade lungi de timp, spre deosebire de cele mai multe celule, cum ar fi celulele pielii, care nu se pot replica după o anumită perioadă. Celulele stem se auto-susțin prin replicarea ei înșiși. Mai mult decât atât, spre deosebire de celulele specializate care au capacități speciale care le permit să îndeplinească anumite sarcini, ele nu au structuri specifice țesuturilor care să îndeplinească funcții specializate. Cu toate acestea, ele pot produce celule specializate prin diferențierea procesului și formează tipuri de celule speciale.
