Kök hücreler başkalaşmamış hücrelerdir. Her hücre gibi üreyerek kendi benzerlerini oluşturmanın yanı sıra başkalaşarak özelleşmiş hücrelere de, örneğin karaciğer, kalp ya da akciğer hücrelerine de dönüşebilirler.
Memeli türlerine ait canlılarda bulunan kök hücreler iki sınıfa ayrılabilir: Embriyonik kök hücreler ve somatik kök hücreler.
Embriyonik kök hücreler, henüz yeni gelişmeye başlamış (döllenmeden birkaç gün sonraki, sadece 50-150 hücreden oluşan) embriyonun içindeki hücrelerden elde edilir. Bu hücreler başkalaşarak insan vücudunda bulunan iki yüzden fazla türdeki herhangi bir hücreye dönüşebilir.
Somatik kök hücreler çocukların ve yetişkinlerin vücutlarındaki, içinde bulundukları dokuların bakımını ve onarımını yapan hücrelerdir. Bu hücrelerin sayısı diğer vücut hücrelerine göre çok azdır. Kök hücrelerin en çok bulunduğu doku kemik iliğidir. Genel olarak erkeklerin kemik iliğindeki kök hücre sayısı kadınlarınkinden çoktur ve yaş ilerledikçe kemik iliğindeki kök hücre miktarı azalır.
Kök hücre olmayan vücut hücreleri de yeniden programlanarak kök hücrelere dönüştürülebilir. Bu şekilde elde edilen kök hücrelere indüklenmiş kök hücre denir.
Kök hücreler kullanılarak kanser ve Parkinson gibi pek çok hastalığın tedavi edilebileceği düşünülüyor. Günümüzde kök hücrelerin kullanıldığı kemik iliği nakilleri zaten lösemi tedavisinde başarılı bir şekilde kullanılıyor.