सामान्य वयस्क शरीर में, स्टेम कोशिकाओं के विभिन्न वर्ग विभिन्न प्रकार के ऊतकों के नवीनीकरण के लिए जिम्मेदार होते हैं। हालाँकि, कुछ ऊतक नई कोशिकाओं की उत्पत्ति से मरम्मत करने में असमर्थ प्रतीत होते हैं क्योंकि कोई सक्षम स्टेम कोशिकाएँ मौजूद नहीं हैं। हाल की खोजों ने स्टेम-सेल व्यवहार में कृत्रिम रूप से हेरफेर करने की नई संभावनाएं खोल दी हैं ताकि उन ऊतकों की मरम्मत की जा सके जो पहले मरम्मत योग्य नहीं लगते थे। बुरी तरह से जले हुए रोगी की क्षतिग्रस्त त्वचा से ली गई एपिडर्मल स्टेम कोशिकाओं को कल्चर में बड़ी संख्या में तेजी से विकसित किया जा सकता है और जले को ढकने के लिए एपिडर्मिस का पुनर्निर्माण करने के लिए वापस ग्राफ्ट किया जा सकता है। तंत्रिका स्टेम कोशिकाएं वयस्क स्तनधारी मस्तिष्क के कुछ क्षेत्रों में बनी रहती हैं, और जब विकासशील या क्षतिग्रस्त मस्तिष्क में ग्राफ्ट किया जाता है तो ग्राफ्टिंग स्थल के लिए उपयुक्त नए न्यूरॉन्स और ग्लिया उत्पन्न हो सकते हैं।
भ्रूण स्टेम कोशिकाएं (ईएस कोशिकाएं) शरीर में किसी भी प्रकार की कोशिका में अंतर करने में सक्षम हैं, और उन्हें संस्कृति में कई प्रकार की कोशिकाओं में अंतर करने के लिए प्रेरित किया जा सकता है। अस्थि मज्जा जैसे कुछ वयस्क ऊतकों की स्टेम कोशिकाएं, जब उपयुक्त वातावरण में रखी जाती हैं, तो वे सामान्य रूप से उत्पादित होने वाली कोशिकाओं की तुलना में कहीं अधिक विभेदित कोशिका प्रकार उत्पन्न करने में सक्षम लगती हैं।
जब कोशिकाओं को शरीर से हटा दिया जाता है और संस्कृति में बनाए रखा जाता है, तो वे आम तौर पर अपने मूल चरित्र को बनाए रखते हैं। प्रत्येक प्रकार की विशिष्ट कोशिका के पास उसके विकासात्मक इतिहास की स्मृति होती है और ऐसा लगता है कि उसका विशिष्ट भाग्य निश्चित है, हालाँकि कुछ सीमित परिवर्तन हो सकते हैं। कल्चर में स्टेम कोशिकाएँ, ऊतकों की तरह, विभाजित होती रह सकती हैं, या वे एक या अधिक कोशिका प्रकारों में विभेदित हो सकती हैं, लेकिन वे जो कोशिका प्रकार उत्पन्न कर सकती हैं वे प्रतिबंधित हैं। प्रत्येक प्रकार की स्टेम कोशिका एक विशेष प्रकार के ऊतक के नवीनीकरण का कार्य करती है। मस्तिष्क जैसे कुछ ऊतकों के लिए, वयस्क जीवन में पुनर्जनन असंभव है क्योंकि कोई स्टेम कोशिकाएं नहीं रहती हैं। इसलिए, स्तनधारी मस्तिष्क में खोई हुई तंत्रिका कोशिकाओं को नई कोशिकाओं की उत्पत्ति के माध्यम से बदलने, या किसी अन्य प्रकार की कोशिका को पुनर्जीवित करने की, जिनके सामान्य पूर्वज अब मौजूद नहीं हैं, बहुत कम आशा प्रतीत होती है।
हाल की खोजों ने इस निराशाजनक निर्णय को पलट दिया है और इस बारे में अधिक आशावादी धारणा पैदा की है कि स्टेम कोशिकाएं क्या कर सकती हैं और हम उनका उपयोग कैसे कर सकते हैं। यह परिवर्तन कई निष्कर्षों से आया है जो स्टेम-सेल बहुमुखी प्रतिभा के असाधारण रूपों को प्रदर्शित करते हैं जिन पर ऊतकों में कोशिकाओं के सामान्य जीवन इतिहास के ज्ञान से शायद ही संदेह किया जा सकता है।