人胚胎干細胞主要有三個來源：
①從體外授精的多余胚胎中分離；
②從人工流產(chǎn)早期胎兒的原始生殖組織中分離的胚胎生殖細胞，也屬分化潛能高的干細胞；③由體細胞核移植產(chǎn)生的胚胎中分離。
這幾種來源都會損毀胚胎，涉及廣泛的倫理學爭議。
體外培養(yǎng)的胚胎干細胞系的建立，可使干細胞永生化而無限傳代，為胚胎干細胞的研究和應用創(chuàng)造了條件。1981年科學家用小鼠早期胚胎的細胞建立了胚胎干細胞系。1998年科學家用人類早期胚胎的囊胚期內(nèi)細胞回細胞和胎兒的生殖細胞，建立了人類胚胎干細胞系和胚胎生殖細胞系。但人類胚胎干細胞的建系難度很大，需解決一系列的技術難題，如要能獲得高質(zhì)量的囊胚，要克服建系初期細胞存活率低的問題，要求長期培養(yǎng)仍能維持細胞的未分化狀態(tài)、能分化成三個胚層的多種細胞并保持正常的染色體組型，等等。目前世界上只有少數(shù)實驗室具有培養(yǎng)人胚胎干細胞的能力，體外授精的多余胚胎，仍是獲取胚胎干細胞的主要來源。
在人體的組織內(nèi)，也潛伏著一些具有分化發(fā)育潛能的細胞，即組織干細胞。因此干細胞的另一個來源是從組織中獲取。在發(fā)育過程中，干細胞的分化潛能不斷受限，從具有發(fā)育全能性的胚胎干細胞逐漸發(fā)育成只能產(chǎn)生某種特定細胞類型的組織干細胞及祖細胞。
