A fusão do espermatozóide com o óvulo origina a primeira célula-tronco, chamadatotipotente. Possui o potencial de se diferenciar em todos os tecidos do embrião. Os diferentes tipos de tecidos ocorrem através de estímulos das próprias células-tronco, ou de células já diferenciadas, em que o condicionamento do ambiente leva a interação de proteínas de superfícies, promovendo a ativação e desativação de genes, alterando a morfologia e comportamento. Após as totipotentes se diferenciarem em tecidos embrionários e extra-embrionários, elas perdem parte de seu potencial, se diferenciando em células-tronco pluripotentes, podendo apenas dar origem aos tecidos embrionários e a células-tronco de menor potencial.Após o nascimento do indivíduo, as pluripotentes apresentam-se de forma mais madura, tendo seu potencial reduzido, sendo chamado de células-troncos multipotentes Devido às células-tronco ter esse potencial de diferenciação podem ser empregadas na engenharia de tecidos, tratamentos regenerativos, alguns cânceres, pesquisasque visam obter maior domínio celular, com o objetivo de curar doenças neurodegenerativas. Por outro lado, o emprego de células-tronco embrionárias em pesquisas enfrenta dificuldades éticas e de cunho religioso. Ainda é necessário um entendimento mais amplo e satisfatório, mas acredita-se que tais células serão amplamente empregadas em processos biotecnológicos nas próximas décadas.