Kök hücreler başkalaşmamış hücrelerdir. Her hücre gibi üreyerek kendi benzerlerini oluşturmanın yanı sıra başkalaşarak özelleşmiş hücrelere de, örneğin karaciğer, kalp ya da akciğer hücrelerine de dönüşebilirler. Memeli türlerine ait canlılarda bulunan kök hücreler iki sınıfa ayrılabilir: Embriyonik kök hücreler ve somatik kök hücreler.
Embriyonik kök hücreler, henüz yeni gelişmeye başlamış (döllenmeden birkaç gün sonraki, sadece 50-150 hücreden oluşan) embriyonun içindeki hücrelerden elde edilir. Bu hücreler başkalaşarak insan vücudunda bulunan iki yüzden fazla türdeki herhangi bir hücreye dönüşebilir.