Kmenové buňky jsou ty, u nichž ještě nedošlo ke specializaci pro určitou funkci, kterou mají v organismu plnit. Jejich předností je, že mohou ve tkáni, kam jsou přeneseny, vytvářet buňky naprosto shodné s touto tkání a dávají tak vzniknout jednomu nebo více druhům nových, specializovaných buněk. Pokud je přeneseny do živného média v laboratoři, neustále se dělí a obnovují.
Výsledkem těchto vlastností kmenových buněk je schopnost nahradit různé poškozené buňky a následně i tkáně v těle. V praxi to znamená, že například z buněk kostní dřeně nebo tukových buněk nasazených na vhodný nosič, je možné vypěstovat například chrupavku, kost, jaterní tkáň a vzácně i nervové buňky mozku či míchy.
Na použití kmenových buněk v regeneraci poškození CNS se intenzivně pracuje (např. přerušení míchy), avšak zatím bez reálného využití pro pacienty.
Základní etický otazník je původ kmenových buněk – dříve se totiž hojně používaly buňky z potracených embryí. Dnes je snaha používat buňky jiného původu, čímž etické výhrady odpadají.
Vědci preferují technologii, která umožní zpětné vytvoření embryonální buňky z buňky dospělého jedince.