Các tế bào mới dùng để thay thế cho các tế bào chết và bị tổn thương có nguồn gốc từ các tế bào gốc có khả năng phân chia biệt hóa. Ở các mô và cơ quan của cơ thể trưởng thành luôn tồn tại một số lượng nhỏ các tế bào gốc trưởng thành.

- Tế bào gốc là những tế bào có khả năng phân chia và biệt hóa thành nhiều loại tế bào có cấu trúc và chức năng khác nhau (tế bào chuyên hóa).

- Tế bào gốc được phân chia theo nhiều tiêu chí khác nhau:

+ Theo tiêu chí khả năng biệt hóa, tế bào gốc được chia thành 4 loại: tế bào gốc toàn năng, tế bào gốc vạn năng, tế bào gốc đa tiềm năng, tế bào gốc đơn năng.

+ Theo tiêu chí vị trí phát sinh, tế bào gốc được chia thành 2 loại: tế bào gốc phôi và tế bào gốc trưởng thành.

+ Ngoài ra, tế bào gốc còn được phân chia theo tiêu chí nguồn gốc xuất xứ: tế bào gốc tự nhiên và tế bào gốc cảm ứng. Trong đó, tế bào gốc tự nhiên bao gồm các tế bào gốc phôi và tế bào gốc trưởng thành; tế bào gốc cảm ứng là những tế bào gốc được hình thành bằng cách giải biệt hóa các tế bào chuyên hóa thành tế bào gốc nhằm mục đích chữa bệnh hoặc nghiên cứu quá trình biệt hóa tế bào.

Các nhà khoa học sử dụng các loại tế bào gốc nhằm những mục đích:

- Sử dụng tế bào gốc nhằm nghiên cứu làm sáng tỏ quá trình biệt hóa tế bào.

- Từ các tế bào chuyên hóa, con người tìm cách để giải biệt hóa thành tế bào gốc mở ra nhiều hướng ứng dụng công nghệ tế bào trong y học nhằm mục đích nghiên cứu và chữa bệnh.

- Ở người, loại tế bào không có tính toàn năng và bị mất hoàn toàn nhân đó là tế bào hồng cầu.

- Lợi ích của việc mất nhân đối với tế bào hồng cầu:

+ Hồng cầu không có nhân làm cho tế bào hồng cầu có thể chứa được nhiều phân tử hemoglobin hơn, nhờ đó tăng khả năng vận chuyển oxygen của hồng cầu.

+ Bên cạnh đó, hồng cầu không nhân làm giảm bớt sự tiêu tốn năng lượng không cần thiết.

- Để kiểm tra xem tế bào chuyên hóa của cơ thể động vật/thực vật có còn tính toàn năng hay không, có thể tiến hành nuôi cấy các tế bào trong môi trường nhân tạo để biết được chúng có khả năng phân chia và tái sinh thành cơ thể hoàn chỉnh hay không.

- Tuy nhiên, việc tìm kiếm môi trường dinh dưỡng thích hợp để giải biệt hóa các tế bào của một loài nào đó là không dễ dàng. Một cách khác để kiểm tra xem tế bào chuyên hóa còn đầy đủ vật chất di truyền hay không là nuôi cấy tế bào cho chúng phân chia và kiểm tra bộ nhiễm sắc thể hoặc kiểm tra hàm lượng DNA trong tế bào.

Khi chuyển tế bào phôi từ vị trí này sang vị trí khác dẫn đến phôi phát triển có những dị dạng khác với phôi đối chứng, chứng tỏ tín hiệu từ tế bào lân cận ảnh hưởng đến quá trình biệt hóa tế bào thành loại tế bào chuyên hóa nhất định.