根据分化潜能分类：
（1）全能干细胞：具有自我更新和分化形成任何类型细胞的能力,如胚胎干细胞；
（2）多能干细胞：具有产生多种类型细胞的能力,但却失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到 一定的限制；
（3)单能干细胞（也称专能、偏能干细胞）：只能分化为成体组织、器官中的细胞.
根据来源分类：
（1）胚胎干细胞：指由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外特殊培养而筛选出的细胞.
胚胎干细胞(ES细胞)具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官.ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代,由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程.
目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的,如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞.此后,密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术,使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力.随着ES细胞的研究日益深入,生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段.在98年末,两个研究小组成功的培养出人类ES细胞,保持了ES细胞分化为各种体细胞的全能性.这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾病成为可能.
（2）成体干细胞:指存在于组织中的未分化细胞,该种细胞能够自我更新并能够分化形成组成该类组织的细胞.
成年动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,具有修复和再生的能力.成体干细胞在其中起着关键的作用.在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,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.过去认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞.最近研究表明,以往认为不能再生的神经组织仍然包含神经干细胞,说明成体干细胞普遍存在,问题是如何寻找和分离各种组织特异性干细胞.成体干细胞经常位于特定的微环境中.微环境中的间质细胞能够产生一系列生长因子或配体,与干细胞相互作用,控制干细胞的更新和分化.