1.造血干细胞移植：增强造血功能；促使造血干细胞移植物的植入；治疗移植物抗宿主病。
2.组织损伤的修复：骨、软骨、关节损伤、心脏损伤；肝脏损伤；脊髓损伤和神经系统疾病。
3.自身免疫性疾病：系统性红斑狼疮、硬皮病、炎性肠炎等。
4.作为基因治疗的载体。
其中移植物抗宿主病、克隆氏病的治疗在美国已经进入到三期临床阶段。我国已开始用间充质干细胞治疗临床上一些难治性疾病，如脊髓损伤、脑瘫、肌萎缩侧索硬化症、系统性红斑狼疮、系统性硬化症、克隆氏病、中风、糖尿病、糖尿病足、肝硬化等，根据初步的临床报告，间充质干细胞对这些疾病的治疗都取得明显的疗效。