สเต็มเซลล์ (Stem Cell) หรือที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิด เป็นเซลล์อ่อนที่พร้อมจะเจริญเติบโต แบ่งตัวเองขึ้นมาใหม่ และเปลี่ยนแปลงเพื่อไปทำหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง เซลล์แต่ละเซลล์ในร่างกายของมนุษย์จะทำหน้าที่จำเพาะอย่างใดอย่างหนึ่งโดยไม่ย้อนกลับมา ซึ่งเซลล์ที่พัฒนาไปจนสุดทางจนเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่น เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ หรือเซลล์สมอง เซลล์เหล่านี้เมื่อตายไปแล้ว จะไม่มีเซลล์ใหม่มาทดแทน ในขณะเดียวกันร่างกายของคนเราก็ยังมีเซลล์อีกกลุ่มหนึ่งที่สามารถเติบโตได้อีก โดยสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดพวกนี้สามารถพัฒนาไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจงได้

สเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิด มีคุณสมบัติเด่นที่เป็นปัจจัยให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกสนใจเซลล์ชนิดนี้กันมาก เนื่องจากเป็นเซลล์ที่ไม่ได้ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง แต่สามารถเปลี่ยนไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจงได้ และสเต็มเซลล์เป็นเซลล์ที่มีความสามารถแบ่งตัวเองขึ้นมาใหม่ครั้งแล้วครั้งเล่า

ลักษณะของสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดในร่างกายคนเรามีความพิเศษหลายประการ ในหลักการทั่วไปถือว่าสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดแตกต่างจากเซลล์ชนิดอื่นๆ ในร่างกาย ไม่ว่าจะเป็นสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดที่มาจากแหล่งใด อาจจะเป็นสเต็มเซลล์จากตัวอ่อน สเต็มเซลล์จากร่างกาย หรือสเต็มเซลล์ที่ได้มาจากการสร้างเซลล์ให้เข้าคู่กับสารพันธุกรรมของคนไข้ได้ โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการปฎิสนธิ

สเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดทุกชนิดจะมีลักษณะพิเศษที่สำคัญ 3 ประการ

1. สเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดสามารถแบ่งตัวเองขึ้นมาใหม่ได้เป็นเวลานาน
2. สเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดเป็นเซลล์ที่ไม่ได้ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง
3. สเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดมีความสามารถในการเปลี่ยนไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจงได้

ในช่วงปี พ.ศ. 2503–2513 ซึ่งถือว่าเป็นยุคแรกๆ ที่นักวิทยาศาสตร์เริ่มทำการศึกษาวิจัยสเต็มเซลล์จากร่างกายโดยใช้เนื้อเยื่อที่โตเต็มวัย และยังได้นำไปทดลองใช้รักษาผู้ป่วยเด็กที่เป็นโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องชนิดปฐมภูมิ ในปี พ.ศ. 2511 เป็นครั้งแรก จากนั้นมานักวิทยาศาสตร์พยายามทำความเข้าใจ และศึกษาวิจัยเพื่ออธิบายสมบัติพื้นฐานที่สำคัญของสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิด ที่ทำให้มันเป็นเซลล์ที่สามารถแบ่งตัวเองขึ้นมาใหม่ได้ตลอดเวลาครั้งแล้วครั้งเล่า และสามารถแบ่งตัวได้อย่างต่อเนื่อง อีกทั้งศึกษาปัจจัยต่างๆ ที่ควบคุมการแบ่งตัวเองขึ้นมาใหม่ของสเต็มเซลล์ ซึ่งคำตอบที่ชัดเจนเกิดขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์เข้าใจขบวนการแบ่งตัวของเซลล์ ทั้งในเซลล์ตัวอ่อนหรือที่เรียกว่าเอ็มบริโอ และการแบ่งตัวที่ผิดปกติของเซลล์มะเร็ง ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มเพาะเลี้ยงสเต็มเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นในห้องปฏิบัติการด้วยเทคนิกที่ได้พัฒนาขึ้นมาตามลำดับ

เมื่อในร่างกายมนุษย์มีสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดที่พร้อมทำหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่งแต่ยังมีน้อยมาก จึงจำเป็นต้องเพิ่มจำนวนสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านั้นเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ทางการแพทย์ โดยเอาเซลล์อ่อนที่ถูกคัดเลือกพร้อมทั้งเพิ่มจำนวนแล้วฉีดกลับเข้าไปยังอวัยวะส่วนที่ต้องการรักษา นักวิทยาศาสตร์เล็งเห็นความสำคัญของการนำสเต็มเซลล์มาใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์ เพื่อรักษาอาการป่วยอันเนื่องมาจากเซลล์ เนื้อเยื่อ หรืออวัยวะเสียหายหรือเสื่อมสภาพไป โดยหวังให้สเต็มเซลล์พัฒนาไปเป็นอวัยวะที่ต้องการได้

การศึกษาวิจัยเกี่ยวกับสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดแพร่หลายไปทั่วในหลายหน่วยงาน เป็นเวลากว่า 20 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์พยายามแยกสเต็มเซลล์จากเอ็มบริโอหรือตัวอ่อนของหนู เพื่อนำมาเลี้ยงในห้องทดลองครั้งแล้วครั้งเล่า จนกระทั่งนักวิจัยสามารถแยกสเต็มเซลล์ออกมาได้สำเร็จ และสามารถแสดงให้เห็นว่า สเต็มเซลล์ของมนุษย์ที่แยกมาได้ และเลี้ยงในห้องปฏิบัติการสามารถพัฒนาไปเป็นเซลล์ชนิดอื่นได้จริง ในปี พ.ศ. 2541 นักวิทยาศาสตร์สามารถเพาะสเต็มเซลล์จากตัวอ่อนมนุษย์และเซลล์สืบพันธุ์ และสามารถสร้างสายพันธุ์ของเซลล์ขึ้นมาได้สำเร็จ ต่อมาในปี พ.ศ. 2544 สเต็มเซลล์ตัวอ่อนเหล่านี้ถูกนำไปเพาะเป็นเซลล์เม็ดเลือด นับเป็นความก้าวหน้าของงานวิจัยเกี่ยวกับสเต็มเซลล์ครั้งสำคัญ