Die embryonalen Stammzellen sind jene Stammzellen, die während der Embryonalphase für eine Ausbildung des kompletten Organismus verantwortlich sind. Aus diesen ersten Zellen entwickeln sich alle anderen, späteren Zelltypen. Ihr Differenzierungsgrad ist pluri-, bzw. totipotent. Totipotente Stammzellen können sich in einen kompletten Organismus entwickeln. Dies trifft nur auf die Stammzellen im frühen Embryonalstadium zu. Etwa ab der Gastrulation, innerhalb derer die Keimblätter ausgebildet werden, sind die Stammzellen nur noch pluripotent. Ab diesem Zeitpunkt können sie sich nur noch zu den jeweiligen Zellen der drei Keimblätter entwickeln (Ektoderm, Entoderm, Mesoderm), aber nicht mehr einen kompletten Organismus ausbilden. Im Gegensatz dazu sind adulte Stammzellen größtenteils nur noch multi- und oligopotent. Sie können sich nur noch in einige wenige andere Zelltypen ausdiferenzieren. Als adulte Stammzellen werden sämtliche Stammzellen bezeichnet, die beim Menschen nach der Geburt vorhanden sind bzw. im Laufe des Lebens neu gebildet werden. Adulte Stammzellen sind u.a. im Gehirn, Knochenmark, Leber, Muskeln und der Haut zu finden. Die adulten Stammzellen sorgen stetig für die Erneuerung der Zellen im gesamten Körper. Dass diese nicht mehr totipotent sind, ist dabei kein Problem, denn es ist für den Organismus nicht erforderlich, sich komplett aus nur wenigen Zellen neu zu bilden. Die Gewinnungsmöglichkeiten von embryonalen Stammzellen zum Zweck der Forschung sind allerdings nur begrenzt möglich und in Deutschland gesetzlich verboten. Embryonale Stammzellen können bislang nur aus Embryonen gewonnen werden. Diese werden dabei unweigerlich zerstört. Die Gewinnung von adulten Stammzellen, etwa zum Zweck der Leukämietherapie, ist dagegen ethisch unbedenklich. Sowohl aus Nabelschnurblut, als auch aus dem Knochenmark lassen sich adulte Stammzellen gewinnen. Hierbei werden keine Embryonen benötigt.