干細胞是廣泛存在于動物和人發育各階段的保持未分化狀態的一類較原始的細胞。生物個體的發育、組織的再生以及創傷的修復都與干細胞有著密不可分的關系。與成熟的體細胞不同，干細胞能夠進行自我更新（self—renewing）及向與自身來源相似或不同的細胞類型分化（differentiation），形成特定類型的細胞及組織。由于能夠自我更新，干細胞能夠形成與之完全相同的子代干細胞，從而在一定程度上維持了干細胞群體數量的穩定性；同時，干細胞又保持了分化的特征，能夠在特定條件下啟動分化程序，產生適應于不同功能要求、存在于不同體液微環境中的特定子代細胞，從而在機體發育、修復及環境適應等方面發揮積極作用。
什么是干細胞?這個問題爭論了30余年。目前的觀念認為，干細胞是具有無限或持續自我更新能力、產生至少一種高度分化的子代細胞的細胞群。通常，介于干細胞與終末分化的子代細胞之間，尚存在一種中間狀態的細胞群體，即具有有限增殖能力及分化潛能的定向祖細胞，如眾所周知的瞬時擴增細胞（transient amplifying cells，TA細胞）。對于只有單一分化方向的干細胞，如表皮干細胞，這些TA細胞群的主要功能便是增加每個干細胞分裂后的細胞總數量。這也就意味著，盡管單個干細胞具有很高的自我更新潛能，但實際上只進行了很少的自我更新的活動（主要由TA細胞來完成）。
干細胞曾被認為存在于組織細胞只有較短的生命周期，且不能有效分裂的部位，如哺乳動物的血液系統及皮膚的表皮層。但是近來的研究表明，生命周期很長的組織如腦組織中也存在干細胞。干細胞的存在似乎不僅僅與機體的生理修復有關。干細胞也可能是胚胎發育的一個遺跡，是胚胎于細胞在機體內極力保留其強大自我更新能力的體現。胚胎發育早期，干細胞的自我更新能力并不比精確的分化能力重要，但是胚胎干細胞仍極力將其保留至成體組織，形成成體干細胞。對于這種現象的根本原因，目前尚無法知曉。
干細胞有時可從其細胞形態或位置進行較為精確的定位，例如在果蠅性腺及外周神經系統，干細胞及其非干細胞子代細胞之間有著明顯的界限。然而在很多組織中，干細胞只能粗略定位，對其精確分別尚有賴于細胞表面的分子標志。例如表皮干細胞高表達p—整聯蛋白（p—integrin），且由于p—整聯蛋白介導的胞外基質黏附作用，可以抑制其向終末方向分化。
