根据干细胞的来源和基本特征的不同，主要可分为两种类型：胚胎干细胞和组织干细胞。这两种干细胞既有着干细胞的共同特征，又有着各自不同的生物学特性。近来的研究认为，除这两者之外，或许还存在与两者均有相似性的干细胞群。
（一）胚胎干细胞
胚胎干细胞是指来源于早期胚胎组织，具有高度自我更新和多向分化潜能的未分化细胞。胚胎性干细胞能向3个胚层的几乎所有类型的细胞分化，因而也是一种全能干细胞。胚胎性干细胞包括3种类型：胚胎干细胞（embryonicstemcells，ES细胞）、胚胎生殖干细胞（embryonic germ cells，EG细胞）及畸胎瘤干细胞（embryonic carcinoma cells，EC细胞）。
来自着床前囊胚的内细胞团（innercellmass，ICM）经体外分离培养后可建立全能的干细胞系——ES细胞系；来自胚胎生殖嵴的原始生殖细胞（primordalgermcells，PGC）经适当分离培养后亦可产生多能干细胞——EG细胞；来自恶性畸胎瘤的胎癌细胞中也被发现含有干细胞。ES细胞和EG细胞拥有正常的核型和染色体数目，其体外培养条件已经基本成熟，可以进行各种诱导和遗传操作。
胚胎干细胞除具有以上干细胞的基本特征外，尚有其独特之处。首先，胚胎性干细胞具有很强的自我更新能力，这种更新能力是永久的。由于胚胎性干细胞在体外培养过程中，绝大多数都可保持对称分裂，产生与父代完全相同的子代干细胞。因此，基于这种更新方式的胚胎性干细胞理论上可以保持无限增生的能力。其次，胚胎性干细胞具有最广泛的分化潜能，能够分化为3个胚层来源的所有细胞。在有饲养细胞（feedercell）或添加分化抑制因子时，胚胎性干细胞能够长期维持干细胞特征。
胚胎干细胞接种于无饲养层的平皿上时能悬浮生长，形成类似于着床前早期胚胎的类胚体。继续培养，类胚体还会不断增大，分化出类内胚层结构，并自发分化为神经系、造血系及骨、软骨、脂肪等中胚层来源细胞的混合体。将胚胎性干细胞接种于裸鼠皮下，则可因细胞的无序分化，产生包括干细胞、间质细胞及毛发、上皮、神经管等多种结构的畸胎瘤瘤块。
由于胚胎性干细胞具有无限的增殖能力及全面的分化能力，其在细胞及组织工程等现代生物科技的应用中具有极为广阔的前景。但是，胚胎性干细胞研究也面临着令人类十分困惑的医学伦理学难题，并已经引发了激烈的伦理及政治争议，因而其真正应用尚有一条漫长的道路要走。
（二）成体干细胞
成体的许多组织和器官，如表皮和造血系统，具有修复和再生的能力，未分化的细胞在其中起着关键作用。这种存在于已分化组织中的未分化细胞便是成体干细胞。由于存在于各种各样的组织和器官中，成体干细胞又被称为组织干细胞。在特定条件下，组织干细胞能产生不对称分裂，得到一个子代干细胞和一个祖细胞。后者只有有限的自我更新能力，能按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。
造血干细胞便是研究历史最悠久的组织干细胞，早在1968年人们便对其进行了较为深入的研究，目前已被临床广泛应用。近来的研究表明，以往认为不能再生的神经组织仍然存在干细胞，说明组织干细胞普遍存在。目前，已经有大量的报道证实，几乎所有的成熟组织中都存在相应的组织干细胞，例如造血干细胞、骨髓基质干细胞、脂肪干细胞、神经干细胞、表皮干细胞、角膜干细胞、月于脏干细胞、小肠干细胞等。由于组织干细胞不存在伦理学问题，且有着较好的多向分化潜能，因而成为近几年的研究热点。在以后的章节里，我们将详细讲解成体干细胞的有关特征。
（三）多能成体干细胞
只有来自早期胚胎的干细胞才具有全能的分化能力，这是目前大多数干细胞研究者所作出的结论。但是，最近有人提出了“万能”成体干细胞的概念。Verfaillie等在研究成人骨髓内的干细胞时发现了一类特别的细胞，被命名为多能成体祖细胞（multipotent adult progenitor cell，MAPC）。Verfaillie等通过一系列实验，证实人及鼠的骨髓组织中均存在MAPC细胞。MAPC细胞具有与ES细胞相似的特性，如在体外能扩增达100多个细胞倍增代数（population doublings）；单个MAPC细胞能够分化为成骨、软骨、肌肉、脂肪、成纤维细胞以及内皮细胞、神经外胚层细胞、肝细胞等。将MAPC细胞注射到胚泡内，尚能产生所有的体细胞类型。
MPAC细胞具有ES细胞的许多特性，但它们并不相同。例如将MPAC注射人成体，不会形成畸胎瘤。尽管MPAC细胞的根本特性尚未得到充分研究，甚至对其是否存在还有争议，但其具有胚胎干细胞的部分优点，却没有复杂的伦理问题，因而可能是干细胞发展的一个新方向。
