和其他干细胞一样，神经干细胞具有无限增殖的潜能，平时处于静息状态，分布于干细胞龛（niche）中，受刺激后才会增殖、分化。神经干细胞能分化为神经细胞和神经胶质细胞，更具体的说是能分化为神经元、星状细胞、寡突胶质细胞。研究表明，将小鼠的神经干细胞注射入免疫缺陷的裸鼠中枢神经系统内，这些神经干细胞可以增殖、迁移及分化。
小鼠的神经干细胞于1992年成功分离、建系，随后，又陆续建立了人等生物的神经干细胞系。
