Cilmes šūnas ir unikālas ķermeņa šūnas, jo tās ir nespecializētas un tām ir iespēja attīstīties vairākos dažādos veidos šūnas. Tās atšķiras no specializētām šūnām, piemēram, sirds vai asinis šūnas, jo tās var replicēties daudzas reizes, ilgu laika periodu. Šī spēja ir tā saucamā proliferācija. Atšķirībā no citām šūnām, cilmes šūnām ir arī spēja diferencēties vai pārtapt specializētās šūnās specifiskāmorgāni vai attīstīties audos. Dažos audos, piemērammuskulis vai smadzenes audi, cilmes šūnas var pat atjaunoties, lai palīdzētu aizstāt bojātās šūnas. Cilmes šūnu izpēte mēģina izmantot cilmes šūnu atjaunojošās īpašības, izmantojot tās, lai ģenerētu šūnas audu atjaunošanai un slimību ārstēšanai.
Šīs cilmes šūnas nāk no embrijiem agrīnā attīstības stadijā. Viņiem sākotnējās attīstības stadijās ir iespēja diferencēt jebkura veida šūnās un nobriestot, tie kļūst nedaudz specializētāki.
Šīs cilmes šūnas nāk no augļa. Apmēram deviņu nedēļu laikā nogatavināšanas embrijs nonāk augļa attīstības stadijā. Augļa cilmes šūnas ir atrodamas augļa audos, asinīs un kaulu smadzenēs. Viņiem ir potenciāls attīstīties gandrīz jebkura veida šūnās.
Šīs cilmes šūnas atrodas placentā. Tāpat kā nabassaites asiņu cilmes šūnas, šīs šūnas ir specializētas šūnas, kas attīstās noteikta veida šūnās. Placentās tomēr ir vairākas reizes vairāk cilmes šūnu nekā nabassaites.
Šīs cilmes šūnas atrodas nobriedušos ķermeņa audos zīdaiņiem, bērniem un pieaugušajiem. Tās var atrast arī augļa un nabas saites asins šūnās. Pieaugušo cilmes šūnas ir specifiskas konkrētiem audiem vai orgāniem un ražo šūnas tajos konkrētajos audos vai orgānos. Šīs cilmes šūnas palīdz uzturēt un labot orgānus un audus visas personas dzīves laikā.
Šīs cilmes šūnas spēj diferencēt jebkura veida šūnās šūna ķermenī. Totipotentās cilmes šūnas attīstās laikā seksuāla reprodukcija kad vīrietis un sieviete gametas drošinātājs laikā mēslošana lai izveidotu zigotu. Zigota ir totipotenta, jo tās šūnas var kļūt par jebkura veida šūnām, un tām ir bezgalīgas replikācijas spējas. Tā kā zigota turpina dalīties un nobriest, tās šūnas attīstās vairāk specializētās šūnās, kuras sauc par pluripotentām cilmes šūnām.
Šīs cilmes šūnas spēj diferencēt vairākos dažāda veida šūnās. Specializācija pluripotentās cilmes šūnās ir minimāla, un tāpēc tās var attīstīties gandrīz jebkura veida šūnās. Embrionālās cilmes šūnas un augļa cilmes šūnas ir divu veidu pluripotentās šūnas.
Induktīvas pluripotentās cilmes šūnas (iPS šūnas) ir ģenētiski izmainītas pieaugušu cilmes šūnas, kuras laboratorijā ierosina vai liek pamudināt embriju cilmes šūnas. Kaut arī iPS šūnas uzvedas tāpat un izsaka to pašu gēni kas parasti tiek ekspresētas embrionālās cilmes šūnās, tie nav precīzi embriju cilmes šūnu dublikāti.
Šīs cilmes šūnas spēj diferencēt ierobežotā skaitā specializētu šūnu tipu. Daudzpotenciālās cilmes šūnas parasti attīstās par visām noteiktas grupas vai tipa šūnām. Piemēram, kaulu smadzenes cilmes šūnas var ražot jebkura veida asinis šūna. Tomēr kaulu smadzeņu šūnas neražo sirds šūnas. Pieaugušo cilmes šūnas un nabas saites cilmes šūnas ir daudzpotentu šūnu piemēri.
Mezenhimālās cilmes šūnas ir multipotentās kaulu smadzeņu šūnas, kurām ir iespēja diferencēties vairāku veidu specializētās šūnās, kas saistītas ar asins šūnām, bet ne tām. Šīs cilmes šūnas rada šūnas, kas veido specializētas saistaudi, kā arī šūnas, kas atbalsta asiņu veidošanos.
Šīs cilmes šūnas spēj diferencēt tikai dažos šūnu veidos. Limfoīdās cilmes šūnas ir oligopotentu cilmes šūnu piemērs. Šāda veida cilmes šūnas nevar attīstīties par jebkura veida asins šūnām, kā to var kaulu smadzeņu cilmes šūnas. Tie rada tikai asins šūnas limfātiskā sistēma, piemēram, T šūnas.
Šīm cilmes šūnām ir neierobežotas reproduktīvās iespējas, bet tās var atšķirt tikai viena veida šūnās vai audi. Unipotentās cilmes šūnas iegūst no multipotentām cilmes šūnām un veidojas pieaugušo audos. Āda šūnas ir viens no ražīgākajiem unipotento cilmes šūnu piemēriem. Šīs šūnas ir viegli jāiziet šūnu dalīšanās lai aizstātu bojātās šūnas.