Una cellula staminale per poter essere definita come tale deve soddisfare due principali proprietà, che sono la proprietà di autorinnovamento, vale a dire la capacità di compiere un numero illimitato di cicli replicativi mantenendo il medesimo stadio differenziativo, e la proprietà di potenza, che è la capacità di dare origine a una o più specie cellulari. Le cellule staminali sono cellule primitive e non specializzate, quindi dotate della particolare capacità di trasformarsi in altre cellule presenti nel corpo. Questa caratteristica fa si che queste cellule possano essere utilizzate in medicina per la cura di malattie come le leucemie e per la ricostruzione di organi e tessuti.
Le cellule staminali possono essere classificate secondo la sorgente di derivazione, vale a dire secondo il luogo del corpo da cui vengono prelevate, e possono quindi essere embrionali, fetali, amniotiche e adulte. Le cellule staminali adulte sono anch’esse cellule non specializzate che si riproducono giornalmente per fornire alcune specifiche cellule, come ad esempio 200 miliardi di rossi che sono generati continuamente nel corpo da cellule staminali emopoietiche. Fino a non molti anni fa si credeva che ognuna di queste cellule potesse produrre unicamente un solo tipo di cellula, tuttavia negli ultimi tempi grazie alla ricerca si sono avute prove che le cellule staminali possono acquisire molte forme differenti. É noto che cellule staminali nel midollo osseo possono trasformarsi in cellule epatiche, neurali, muscolari, renali e follicolari.