干细胞主要包括三大类：
第一类是全能干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能。与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力全能干细胞，可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，从而可以进一步形成人体的任何组织或器官，人类的全能干细胞可以分化成人体的各种细胞，这些分化出的细胞构成人体的各种组织和器官，最终发育成一个完整的人。人类的精子和卵子结合后形成受精卵，这个受精卵就是一个最初始的全能干细胞，受精卵继续分化，在前几个分化过程中，可以分化出许多全能干细胞，提取出这些细胞中的任意一个放置到妇女子宫中，就可以发育出一个完整的人体。
第二类是全能干细胞在进一步的分化中形成的多能干细胞。这些多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制，骨髓多能造血干细胞是典型的例子，它可分化出至少十二种血细胞，但不能分化出造血系统以外的其它细胞。
第三类是专能干细胞。它是由多能干细胞进一步分化而成的。专能干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞或叫卫星细胞。
尽管目前全能千细胞只能从胚胎内的细胞团获取，但利用前景最广阔的，还是分化能力最强的全能干细胞。按照科学家描绘的美妙蓝图，今后更换人体器官就像给汽车换零件一样简单，血细胞、脑细胞、骨骼和内脏都将可以更换，即使患上白血病、帕金森氏症和癌症这些绝症也能绝处逢生。
近年来，能被培养为人类的几乎各种组织和器官的细胞的“万能细胞”——人类胚胎干细胞，由于在医学和生物学上具有巨大的潜力，而倍受各国的高度重视。
