干细胞(stem cell)既能不断增殖更新自身，并保持着全能分化的特性，又可产生各种分化类型的子代细胞。干细胞可以分成三类：①胚胎干细胞(embryonicstem cell)，又称全能干细胞(totipotent stem cell)。受精卵分裂生成的卵裂球就是全能干细胞，能够产生各种细胞直到发育成为一个体。②多能干细胞(pluripotentstem cell)。例如内细胞团的一些细胞。这类细胞的发育命运已经定向，如将发育成内胚层、外胚层或中胚层等不同胚层，因此，多能干细胞可以产生定向为某一胚层的各种类型的细胞，如发育成中胚层的多能干细胞可以产生结缔组织、心肌、淋巴结等，但不能产生其他属于外胚层来源或内胚层来源的细胞，所以不能说是全能的。③多效干细胞(multipotent stem cell)。这类细胞能够产生具有专一功能的各种细胞。例如，人体每天要更新1 000亿(1011)个血细胞和小肠细胞，以及约1．5g表皮细胞，这些细胞是由能分化产生红细胞、白细胞和血小板的造血干细胞以及产生各种类型的皮肤细胞的皮肤干细胞所生成的。这类干细胞即是多效干细胞。
不同类型的干细胞的划分并不是绝对的，而是在一定条件下可以相互转换的。1968年John Gordon和他的同事们用爪蟾(Xenopus)作核移植试验，证明已分化的细胞的细胞核有的仍能保持全能性。他们把蝌蚪的小肠壁细胞的细胞核移植到去除了细胞核的卵细胞里，供体细胞核只有1个核仁而不是通常的2个核仁，这个遗传标记可以很清楚地区分出供体细胞和受体细胞。结果在726个移植的细胞核中有10个(占1．4％)使得重建的卵细胞发育成蝌蚪。这表明蝌蚪的肠壁细胞核仍有一些保持着能产生神经系统、肌肉系统、造血系统等各种类型细胞的能力，直到形成一个完整的蝌蚪。换句话说，在一定条件下，已分化的细胞的细胞核可以实现重新编程(reprogrammmg)的过程获得全能发育的特性。30年后，在哺乳动物个体的体细胞克隆实验中也获得了证明。