干细胞根据其分化潜能的大小可分为3种类型：全能干细胞，其具有形成完整个体的分化潜能，如ES细胞，其分化能力强，可无限增殖，并在全身分化为200多种细胞类型，并进一步形成身体的所有组织和器官。
多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能，但已丧失发育为完整个体的能力，其发育潜能有限，例如骨髓多能性造血干细胞，其可分化为至少12种类型的血细胞，但不能分化为造血系统以外的细胞。
单能性干细胞（也称专能、偏能干细胞）只能分化为一种或两种密切相关的细胞，如上皮组织基底层的干细胞和肌肉中的成肌细胞等。
