Mogą być totipotencjalne (gdy pochodzą z zarodka kilkukomórkowego) lub pluripotencjalne (gdy pochodzą z węzła zarodkowego blastocysty) płodowe – są multipotencjalne dorosłe komórki macierzyste (somatyczne komórki macierzyste) – znajdują się w tkankach dojrzałych organizmów (młodych oraz dorosłych) i są multipotencjalne (między innymi komórki krwiotwórcze) lub unipotencjalne (na przykład mięśniowe komórki satelitowe).
U roślin naczyniowych właściwości komórek macierzystych mają komórki merystemów.
Zastosowania Zarodkowe komórki macierzyste, mogące potencjalnie zróżnicować się w komórki każdego rodzaju, teoretycznie mogłyby zastąpić dowolną tkankę, która u pacjenta uległa uszkodzeniu. Niemniej jednak do praktycznego stosowania zarodkowych komórek macierzystych jest jeszcze bardzo daleko. Wprowadzone do dorosłego organizmu ESC, zamiast integrować się, tworzą potworniaki. Nie istnieją jeszcze sposoby pozwalające na ich wydajne różnicowanie in vitro w konkretne tkanki lub narządy.