Komórki macierzyste mają zdolność praktycznie niewyczerpanej możliwości podziału za sprawą regeneracji. Są to najważniejsze niewyspecjalizowane komórki, które posiadają umiejętność do różnicowania się we wszystkie specjalistyczne komórki. Zdolność ta sprawia, że są one w dzisiejszych czasach drobiazgowo badane pod kątem wykorzystania w leczeniu.

Często spotykanym użyciem komórek macierzystych są zabiegi ortopedyczne. Stosuje się je przy leczeniu ścięgien, chrząstki stawowej lub zmian zniekształceniowo-zwyrodnieniowych. Przy operacjach przeważnie wykorzystuje się komórki autologiczne, czyli pochodzące od pacjenta. Dzięki takiemu zabiegowi komórki są akceptowane przez organizm biorcy i wzrasta ich potencjał.

Komórki macierzyste przeważnie pobierane ze szpiku kostnego, jest to tkanka mieszcząca się w środku jam szpikowych kości (przeszczep szpiku kostnego jest właśnie przeszczepem komórek macierzystych), z krwi, krwi pępowinowej, jest to jedyny zabieg nieinwazyjny oraz z embrionów, zabieg jest negowany przez Kościół Katolicki.

Występują cztery rodzaje komórek macierzystych:
1. Komórki totipotencjalne – występuję w organizmie człowieka od początku istnienia. Najbardziej zaawansowaną komórką tego rodzaju jest zygota. Jest wstanie przekształcić się we wszystkie dojrzałe komórki.
2. Komórki pluripotencjalne – następne z komórek, które wytwarzają się od samego początku. Posiadają zdolność zmiany w każdy typ komórek. Pierwsze zmieniają się w występujące u noworodka części składowe – między innymi: mezodermy, ektodermy i endodermy. Nie mają jednak zdolności przeistaczać się w komórki totipotencjalne.
3. Komórki multipotencjalne – posiadają zdolność zmiany tylko i wyłącznie w komórki z jednego rodzaju embrionalnego. Dzięki temu są to bardziej wyspecjalizowane komórki macierzyste zmieniające się jedynie w parę typów komórek.
4. Komórki unipotencjalne – szczególnie wyspecjalizowane komórki macierzyste potrafiące przeistaczać się w tylko 1 ściśle określony rodzaj komórek dojrzałych. Również nazywane komórkami prekursorowymi.