干細胞具有自我更新(self-renewing)的能力，在一定條件下下，它可以分化成各種功能細胞。按分化潛能的大小，干細胞基本上可分為以下三種類型。

(1)全能性干細胞(Totipotentstemcells)它具有形成完整個體的分化潛能。如胚胎干細胞(Embryonicstemcells，ESC)，具有與早期胚胎細胞相似的形態(tài)特征和很強的分化能力，可以無限增殖并分化成為全身200多種細胞類型，進一步形成機體的所有組織、器官。

(2)多能性干細胞(Pluripotentstemcells)這種干細胞具有分化出多種組織細胞的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個體的能力，發(fā)育潛能受到一定的限制。骨髓多能造血干細胞是典型的例子，它可分化出至少12種血細胞，但不能分化出造血系統(tǒng)以外的其它細胞。

(3)單能干細胞也稱專能或偏能干細胞(Unipotentstemcells)。這類干細胞只能向一種類型或密切相關的兩種類型的細胞分化，如上皮組織基底層的干細胞、肌肉中的成肌細胞或叫衛(wèi)星細胞。

從干細胞到成熟細胞有許多分化階段：最原始的干細胞是全能性干細胞，具有自我更新和分化為任何類型組織的能力。迄今為止，只在受精卵才符合這樣的定義，囊胚期的胚胎干細胞是否具有全能性仍存在很大爭議。分化方向已確定的干細胞叫做多能干細胞，它們將分化為特定的組織，例如造血干細胞將分化為血細胞，肝臟干細胞將分化為肝細胞。這些多能干細胞繼續(xù)向前分化則成為定向祖細胞(Committedprogenitor)。持續(xù)停留在某種組織中的干細胞被稱為組織特異性干細胞，如造血干細胞(Hematopoieticstemcell，HSC)、肌肉干細胞、表皮層干細胞等都屬于此類。隨著機體的發(fā)育，干細胞逐漸分化為特定類型并行使特定功能。很多成年人組織含有干細胞，當組織受到外傷、老化、疾病等的損傷時，這些細胞就增殖分化。產生新的組織來代替它們，以保持機體的穩(wěn)態(tài)平衡。

干細胞是一類特殊的細胞，它們最顯著的生物學特性是既具有自我更新的能力(Self-renewal)，又具有多向分化的潛能(Multilineagedifferentiation)。根據其組織發(fā)生的名稱亦可進行分類。目前，已經從許多組織或器官中成功地分離出干細胞，其中包括：胚胎干細胞、造血干細胞、骨髓間質干細胞(Mesenchymalstemcell，MSCs)、神經干細胞(Neuralstemcell，NSCs)、肌肉干細胞(Musclestemcell)、成骨干細胞(Osteogenicstemcell)、內胚層干細胞(Endodermalstemcell)、視網膜干細胞(Retinalstemcell)、胰腺干細胞等。而隨著干細胞研究的進展和深入，一些命名的含義將會更加豐富。