تتميز الخلايا الجذعية عن باقي خلايا الجسم فى قدرتها على تجديد نفسها لفترات طويلة و كذلك على قدرتها على التحور و التحول الى خلايا متخصصة مثل الخلايا العظمية و الخلايا العصبية لتقوم بإنتاج أنسجة الجسم المتخصصة. كما أن لها القدرة على الهجرة إلى أي جزء من الجسم يتم الإحتياج اليها فيه.
و تنقسم الخلايا الجذعية إلى نوعين:
الخلايا الجذعية الجنينية: تكوِّن الجنين في المراحل المبكِّرة من نشأته في رحم الأم وتستخلص من أجنة بشرية في بعض مختبرات الابحاث فقط.
الخلايا الجذعية البالغة: توجد في عدة أماكن من جسم الإنسان في مختلف الأعمار و إن كانت تتناقص مع تقدم العمر. و تتمركز الكمّية الأكبر من الخلايا الجذعية في الإنسان البالغ في نخاع العظام و تقوم بتجديد الدم بشكل بصفة مستمرة وتستجيب إلى حاجة الجسم المتواصلة للتجديد وذلك بتصنيع خلايا متخصصة لعلاج إصابات الأعضاء المختلفة ونقلها إليها عن طريق الدم ، بالإضافة إلى وجود كميات من الخلايا الجذعية في أجزاء أخرى من الجسم تساعد على التجديد المستمر للأعضاء وذلك للتعويض عن الخلايا التي تموت بشكل طبيعي. و عادة ما يتم استخراج هذه الخلايا من نخاع العظام الموجود في عظمة الحوض وذلك باستخدام إبرة معينة يتم ادخالها الى داخل العظم ويتم من خلالها شفط كمية من نخاع العظم. ومن بعد ذلك يتم فصل الخلايا الجذعية وزرعها في المختبر. كما يمكن ان يتم إستخراج الخلايا الجزعية من الأنسجة الدهنية بالجسم.
وهناك أيضا مصادر أخرى للخلايا الجذعية مثل الحبل السري للوليد والذي يحتوي على نسبة عالية من الخلايا الجذعية والتي يمكن تجميعها عند الولادة وحفظها لفترات طويلة قد تصل إلى عشرات السنين لما لها من فوائد محتمله في علاج الأمراض المختلفة للوليد نفسه أو لأخوته أو والديه.
تنقسم الخلايا الجذعية إلى أربعة أنواع حسب قدرتها على التحور و التميز وإنتاج خلايا أخرى:
- الخلية الجذعية كاملة القدرات تستطيع إنتاج كائن حيّ بكامل أعضائه وهذه موجودة فقط في المراحل الأولى من تطوّر الجنين
- الخلية الجذعية عالية القدرات تستطيع إنتاج أنواع مختلفة من الأنسجة والأعضاء وهذه موجودة في في الجنين في مراحله المتقدمة
- الخلية الجذعية متعدِّدة القدرات والتي تستطيع التمايز وإنتاج أنواع مختلفة من الخلايا والتي تنتمي إلى نفس العضو او النسيج مثل تلك الموجودة في نخاع العظم والتي تنتج الأنواع المختلفة من خلايا الدم ،
- الخلايا الجذعية أحادية القدرات والتي تستطيع إنتاج نوع واحد من الخلايا المتخصص
و هناك عدد هائل من الأبحاث يتم حاليا لبحث طرق أستخدام الخلايا الجزعية فى علاج الكثير من الأمراض و الإصابات و لمساعدة الجسم على إنتاج أنسجة جديدة بدلا من تلك الي تلفت. و كثير من هذه الأبحاث يتم في مجال جراحة العظام مثل علاج الكثير من حالات الكسور وحالات تأخر التئام الكسور حيث يتم حقن هذه الخلايا في موقع الكسر حيث تقوم هذه الخلايا بالتحول الى خلايا عظمية تساعد على بناء العظم و الى تعجيل عملية التئام الكسور.
كذلك يتم عمل أبحاث على استخدام هذه الخلايا في علاج خشونة الركبة و المفاصل او اصابات الغضاريف عن طريق زرع الخلايا الجذعية في الجزء المصاب من الغضروف لتتحول الى خلايا غضروفية منتجة للمادة الغضروفية مما يساعد على اعادة بناء الغضروف وترميم إصابته. ونفس الخلايا يمكن ايضاً استخدامها في علاج اصابات تمزق الأربطة والأوتار حيث تؤدي هذه الخلايا الى تسريع عملية الشفاء. إلا ان هذا الموضوع لا زال يخضع للدراسات و لم يتم تعميم العلاج به الى حين الانتهاء من الدراسات.