胚胎干细胞是早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境，胚胎干细胞细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。
胚胎干细胞具有多能性，特点是具有可以通过细胞分化成多种组织，包括生殖系细胞的能力，但无法独自发育成一个个体。它可以发育成为外胚层、中胚层及内胚层三种胚层的细胞组织。胚胎干细胞在经过多重细胞分裂之后，仍然能保有万能分化性。
胚胎干细胞细胞从理论上讲可以无限传代和增殖，并且不失去其正常的二倍体基因型和表现型，以其作为核供体进行核移植后，在短期内可获得大量基因型和表现型完全相同的个体，胚胎干细胞与胚胎进行嵌合克隆动物，可解决哺乳动物远缘杂交的困难问题，生产珍贵的动物新种，对于保护珍稀野生动物有着重要意义。而且作为一种被称之为“种子细胞”的胚胎干细胞，它可以为临床的组织器官移植提供大量材料。这样就可能解决一直困扰着免疫学界及医学界的同种异型个体间的移植排斥难题。
