Stammzellen (engl. Stem cells) sind Zellen, die sich in unterschiedliche Zelltypen ausdifferenzieren können. Hinsichtlich ihrer Funktion sind Stammzellen also noch nicht endgültig festgelegt. Welche Faktoren letztlich die Ausdifferenzierung in einen bestimmten Zelltyp katalysieren bzw. bestimmen, ist momentan noch Gegenstand intensiver Forschung. Die Vermehrung der Stammzellen selbst erfolgt via Mitose. Theoretisch können sich Stammzellen unendlich oft teilen.

Sämtliche Zellen des menschlichen Körpers haben nur eine begrenzte Lebensdauer. Damit der Organismus aber nicht zusammenbricht, müssen kontinuierlich neue Körperzellen nachgebildet werden, damit das Gleichgewicht (Homöostase) des Organismus möglichst erhalten bleibt. In diesem Zusammenhang kommt den Stammzellen (engl. stem cells) eine zentrale Aufgabe zu. Als Vorläuferzellen befinden sie sich in den entsprechenden Organen oder Geweben und reifen dort in ihren endgültigen Zelltyp aus (z.B. zu Muskelzellen, Nervenzellen, Hautzellen, Knochenzellen, Blutzellen). Besonders viele Stammzellen befinden sich im Knochenmark, jenem Ort, an dem laufend neue Blutzellen gebildet werden. Dagegen lassen sich im Herzmuskel keine Stammzellen nachweisen. Das Herz hat daher auch nicht die Fähigkeit zur Regeneration. Schäden, z.B. infolge eines Herzinfarktes, sind somit immer irreperabel.

Derzeit sind über 200 verschiedene Zelltypen im menschlichen Körper bekannt. Spezialisierte Zellen übernehmen ganz unterschiedliche Aufgaben im Organismus, von der Sezernierung lebenswichtiger Hormone, bis hin zur Immunabwehr. Auch Pflanzen verfügen über Stammzellen. Im Gegensatz zu denen des Menschen, können pflanzliche Stammzellen aber auch in einem späteren Entwicklungsstadium noch selbstständig einen kompletten Organismus ausbilden.

Ein einfaches Beispiel für eine Stammzelle ist die befruchtete Eizelle (Zygote). Aus dieser einzigen Zelle entstehen im Verlauf der Embryogenese alle anderen Körperzelltypen.

Stammzellen können hinsichtlich zweier Kriterien unterschieden werden: Ihrem Differenzierungspotenzial sowie ihrem Vorkommen im Verlauf der Individualentwicklung/Ontogenese des Organismus.

Totipotente Stammzellen (lat. totus = ganz): Auch als omnipotente Stammzellen bezeichnet. Diese Zellen können einen kompletten Organismus ausbilden und sich damit noch in alle denkbaren Zelltypen ausdifferenzieren. Beispiel für eine totipotente Stammzelle ist die befruchtete Eizelle (besteht nur aus einer einzigen Zelle). Embryonale Stammzellen sind allerdings nur bis zum 8-Zell-Stadium totipotent.

Pluripotente Stammzellen (lat. plus = viele): Können sich wie totipotente in alle Zelltypen ausdifferenzieren, jedoch mit dem Unterschied, dass allein von ihnen ausgehend, kein eigener Organismus mehr entstehen kann. Meistens werden totipotente und pluripotente Stammzellen nicht näher voneinander unterschieden.

Multipotente Stammzellen (lat. multus = zahlreich): Diese Stammzellen können sich nur noch innerhalb ihrer 'Gruppe' ausdifferenzieren. Beispiel: eine neuronale Stammzelle kann sich nur zu Zelltypen des Gehirns ausbilden, nicht aber etwa zu einer Muskelzelle.

Oligopotente Stammzellen (lat. oligo = wenig): Können sich noch in einige wenige Zelltypen ausdifferenzieren, z.B. Stammzellen des blutbildenden Systems (sogenannte myeloide Stammzellen als Vorläuferzellen für Granulozyten, Monozyten und Erythrozyten.

Unipotente Stammzellen (lat. uni = eins): Können sich nur in den Zelltyp verwandeln, zu dem sie selbst gehören. Ein Beispiel sind spermatogoniale Stammzellen in den Hoden, aus denen nur Spermien entstehen (siehe auch Spermatogenese und Meiose).

Embryonale Stammzellen: heißen die Stammzellen während der Embryonalphase. Aus den ersten Zellen entwickeln sich alle anderen Zelltypen, sie sind daher totipotent. Etwa ab der Gastrulation, innerhalb derer die Keimblätter ausgebildet werden, sind die Stammzellen nur noch pluripotent.

Fetale Stammzellen: heißen die Stammzellen während der Fetalphase. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um pluripotente und multipotente Stammzellen.

Adulte Stammzellen: heißen die Stammzellen beim Menschen nach der Geburt. Diese sind größtenteils multi- und oligopotent, können sich also nur noch in einige wenige Zelltypen ausdifferenzieren. Die adulten Stammzellen sorgen stetig für die Erneuerung der Zellen im gesamten Körper.

Die Stammzellenforschung bietet das Potential zur Remission bisher unheilbarer Krankheiten. Allerdings ist die Gewinnung von embryonalen Stammzellen mit der unwiderruflichen Zerstörung des Embryos verbunden. In Deutschland ist es daher aus ethischen Gründen verboten, Embryonen zum Zwecke der Forschung einzusetzen. Anders dagegen in Großbritannien, der Schweiz oder Österreich: Hier ist die Verwendung von Embryonen zu Forschungszwecken unter bestimmten Umständen erlaubt.

Anders ist die Rechtslage bei der Verwendung von adulten Stammzellen. Im Gegensatz zu embryonalen Stammzellen müssen hier keine Embryonen getötet werden. Die Gewinnung erfolgt aus dem Knochenmark und wird seit Jahren u.a. in der Therapie von Leukämie angewendet.