Individens alla celler och vävnader härstammar från dessa celler. Embryonala stamceller är pluripotenta, det vill säga de har förmågan att differentiera i flera olika riktningar, till alla sorts celler i kroppen.
Individutvecklingen börjar med en befruktad äggcell som delar sig och bildar ett embryo. En del av embryots celler bildar den nya individen och en del av cellerna bildar placentan (moderkakan) och andra vävnader utanför fostret. De celler i det tidiga embryot som bildar den nya individen är de pluripotenta embryonala stamcellerna. Dessa celler kan alltså bilda alla runt 200 celltyper som behövs i kroppen. När cellerna utvecklas mot specialiserade celler och vävnader förlorar de gradvis sin plasticitet, det vill säga formbarhet eller förmåga att bilda olika sorts celler. I ett en vecka gammalt embryo finns det bara multipotenta celler, som kan utvecklas endast i en bestämd riktning. Vävnaderna byggs slutligen upp med hjälp av sådana multipotenta stamceller. Multipotenta stamceller finns också i så gott som alla vävnader hos vuxna, där de ansvarar för förnyandet av vävnaderna på olika sätt beroende på vävnaden.
De embryonala stamcellerna, som bildar den nya individen, finns i den så kallade inre cellmassan i ett några dagar gammalt embryo eller en så kallad blastocyst. Under cirka 25 års tid har man kunnat odla embryonala stamceller från embryon som blivit över från konstgjorda befruktningar. De embryonala stamcellerna kan bilda alla celltyper i kroppen. I laboratoriet kan man i teorin uppehålla embryonala stamceller för evigt och man kan också differentiera dem till specialiserade celler, så som nerv- eller tarmceller. Det här baserar sig på att man gradvis vägleder cellerna vidare genom att härma embryonalutvecklingens naturliga skeden. När man får igång cellernas inbyggda program är slutresultatet celler som är mycket lika riktiga funktionella vävnadsceller.
Den befruktade äggcellen är totipotent och kan bilda både alla celler i den nya individen samt vävnader utanför individen, till exempel placentan. Cellerna som finns i blastocystens (ett tidigt skede av embryonalutvecklingen) inre cellmassa är pluripotenta, och kan utvecklas till alla celltyper i kroppen. Under embryonalutvecklingen bildar det tidiga embryots pluripotenta stamceller mer specialiserade, multipotenta stamceller, som endast kan bilda cellerna till exempel i en vävnad. Bland annat blodets stamceller, som befinner sig i benmärgen, är multipotenta. Stamcellernas plastictet, eller formbarhet, minskar i och med att graden av specialisering ökar. En unipotent stamcell kan utvecklas bara till en enda sorts cell.
Under cirka 15 års tid har man kunnat omprogrammera specialiserade celler tillbaka till ett pluripotent stadium. Dessa celler kallas för inducerade pluripotenta stamceller, iPS-celler.