Le cellule staminali sono cellule presenti in quasi tutti i tessuti dell'organismo umano, alla nascita sono presenti in grandi quantità nel sangue del cordone ombelicale del bambino e nel sangue placentare. Sono cellule non differenziate, in grado cioè di replicarsi per un periodo indefinito e trasformarsi in cellule specializzate o differenziate, quelle che andranno a costituire i diversi organi ed apparati del corpo umano (sangue, ossa,cuore e tutti gli altri organi).

Le cellule staminali sono le uniche in grado di autoriprodursi. Attraverso un processo di differenziazione, tali cellule vengono impiegate per sostituire quelle cellule specializzate perdute in seguito a traumi, malattie o invecchiamento. È importante distinguere le cellule staminali adulte dalle cellule staminali embionali: nell'utilizzo di queste ultime, infatti, possono insorgere problemi di natura etico-religiosa, biologica e di rigetto.

Con le cellule staminali adulte (e quindi anche con quelle prelevate dal cordone ombelicale) tutte le problematiche inerenti le questioni etiche e religiose, il rischio di una tardiva formazione di tumori, il rischio di rigetto (si parla a tal proposito di terapia "autologa" proprio in ragione del fatto che le cellule utilizzate provengono dal donatore stesso o da parenti di primo grado) non sussistono.

Ci sono diversi tipi di cellule staminali, presenti in diversi momenti dello sviluppo: dall'embrione all'essere adulto. Per semplificare si possono dividere in due gruppi:

1. Le cellule staminali embrionali.
2. Le cellule staminali adulte.

Le cellule staminali embrionali sono quelle presenti nell'embrione di pochi giorni. Queste cellule sono in grado di originare tutti gli organi e i tessuti del corpo umano. Per questo sono dette" totipotenti" durante le prime divisioni mitotiche e "pluripotenti" allo stadio di blastocisti. La scienza le considera oggi con grande interesse, ma il loro utilizzo pone seri problemi di natura etica, in quanto la loro estrazione implica il sacrificio dell'embrione stesso. 

Le staminali adulte sono presenti in alcuni dei nostri organi e tessuti in forma dormiente e hanno il compito di rinnovare le cellule che naturalmente invecchiano e perdono funzionalità. Le cellule staminali del sangue del cordone ombelicale rientrano in questa categoria e quindi il loro utilizzo svincola da implicazioni etiche, abbrevia i tempi di disponibilità delle terapie su base staminale e riduce i costi.