干细胞来源不尽相同，或胚胎，或胎儿，或成体各种组织器官。按照干细胞的来源，可将干细胞分为胚胎干细胞、胚胎生殖干细胞、成体干细胞3种。广义的胚胎干细胞包括来自胚胎的胚胎干细胞和来自胎儿组织的胚胎生殖干细胞，狭义的胚胎干细胞仅指来自胚胎的胚胎干细胞。成体干细胞来自于成体各种组织器官，如造血干细胞、问充质干细胞、神经干细胞、视网膜干细胞、表皮干细胞等。
干细胞存在于生命的各个阶段，随着生长发育和机体衰老，干细胞的数量、分化潜能逐渐降低。一般来说，随着细胞分化程度增高，干细胞分裂能力逐渐降低，分化潜能变窄。基于此，按细胞分化程度高低以及分化潜能大小，干细胞又可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
全能干细胞是一种未分化、分裂能力无限、具有发育全能性的细胞。它能分化出该种动物所有类型的细胞、组织和器官，甚至生殖细胞，最终形成一个完整的个体。以人为例，每一个全能干细胞都具有形成完整个体的能力，在适当条件下，每一个细胞都能发育成胎儿，形成个体。人的精子与卵子结合形成受精卵，从受精卵到桑椹胚的所有细胞均未分化，期间每一个细胞都具有发育成完整个体的潜能，都是全能干细胞。
多能干细胞是一种低度分化，分裂能力有限，不具有发育全能性的细胞。它能分化出该种动物多种组织细胞，但不能发育为一个动物个体，如能分化出红细胞、血小板、B细胞、T细胞、吞噬细胞的造血干细胞；能分化出骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞的
间充质干细胞；能分化出神经细胞、星型胶质细胞、少突胶质细胞的神经干细胞；能分化出精原细胞、精母细胞、精细胞的精原干细胞。
单能干细胞的分裂能力有限，分化潜能极为受限，能分化出该种动物某一种类型或密切相关的两种类型的细胞，不具有发育全能性。如只能分化出骨骼肌细胞的骨骼肌干细胞、只能分化出心肌细胞的心肌干细胞。
