Celulele stem sunt celule tinere, nespecializate, caracterizate prin potențialul lor nelimitat de proliferare și capacitatea lor unică de a se diferenția în celule specializate din care sunt alcătuite țesuturile. Proprietățile acestora au fost utilizate pentru a reînnoi sau înlocui celulele lezate. Celulele stem pot fi extrase din sângele și țesutul cordonului ombilical.
Măduva osoasă hematogena a fost sursa principală de celule stem (transplantul de măduvă osoasă presupune transplantul de celule stem care provin din măduva osoasă), în timp ce, în prezent, celulele stem din sângele cordonului ombilical se utilizează mai frecvent în scopuri terapeutice. Printre alte surse se numără sângele periferic recoltat de la donatorii care au fost supuși unei mobilizări farmacologice.
Fiecare organism viu, pe parcursul vieții sale, produce sistematic celule noi, care ulterior ajung la maturitate și se diferențiază în celule mai specializate. În cele din urmă, aceste celule mor, după o perioadă de timp specifică, după cum este înscris în codul lor genetic. Celulele stem specifice sunt celule care înlocuiesc direct celulele moarte cu celule noi. Toate celulele stem, chiar dacă sunt prezente în organism doar tranzitoriu, pot fi împărțite în patru categorii: totipotente, pluripotente, multipotente și unipotente. Tipul multipotent de celule include celulele stem hematopoietice, iar sângele de la nivelul cordonului ombilical uman este o sursă bună pentru aceste celule.