Матичне ћелије су јединствене ћелије тела по томе што су неспецијализоване и имају способност да се развију у неколико различитих врста ћелије. Они се разликују од специјализованих ћелија, као што су срце или крв ћелије, јер могу да се реплицирају више пута, током дугог временског периода. Ова способност је оно што је познато као ширење. За разлику од осталих ћелија, матичне ћелије такође имају способност да се диференцирају или развију у специјализоване ћелије за специфичне ћелијеоргани или да се развије у марамице. У неким ткивима, као што сумишића или мозак ткиво, матичне ћелије могу чак и да се регенеришу да би помогле замену оштећених ћелија. Истраживање матичних ћелија покушава да искористи својства обнављања матичних ћелија користећи их за стварање ћелија за поправак ткива и лечење болести.
Те матичне ћелије потичу из ембриона у раним фазама развоја. Они имају способност да се диференцирају у било коју врсту ћелија у почетним фазама развоја и како сазревају мало специјализованије.
Те матичне ћелије потичу из плода. Отприлике у девет недеља, зрели заметак улази у фетални развојни стадијум. Матичне ћелије плода налазе се у ткивима фетуса, крви и коштаној сржи. Имају потенцијал да се развију у готово било коју врсту ћелија.
Те матичне ћелије налазе се у постељици. Попут матичних ћелија из пупчане врпце, ове ћелије су специјализоване ћелије које се развијају у посебне врсте ћелија. Плаценте, међутим, садрже неколико пута више матичних ћелија него пупчане врпце.
Ове матичне ћелије присутне су у зрелим телесним ткивима код одојчади, деце и одраслих. Такође се могу наћи у ћелијама крви фетуса и пупчане врпце. Матичне ћелије одраслих су специфичне за одређено ткиво или орган и производе ћелије унутар тог одређеног ткива или органа. Те матичне ћелије помажу у одржавању и поправљању органа и ткива током живота човека.
Ове матичне ћелије имају могућност диференцијације у било коју врсту мобилни у телу. Тотипотентне матичне ћелије настају током сексуално размножавање када су мушко и женско гаметес осигурач током оплодња да би формирао зиготу. Жигота је тотипотентна јер њене ћелије могу постати било које врсте ћелија и имају неограничене репликативне способности. Док се зигота наставља делити и сазревати, њене ћелије се развијају у специјализованије ћелије које се називају плурипотентне матичне ћелије.
Ове матичне ћелије имају способност да се разликују у неколико различитих врста ћелија. Специјализација у плурипотентним матичним ћелијама је минимална и зато се оне могу развити у готово било коју врсту ћелија. Ембрионалне матичне ћелије и матичне ћелије плода су две врсте плурипотентних ћелија.
Индуковане плурипотентне матичне ћелије (иПС ћелије) су генетски измењене матичне ћелије одраслих које се индукују или потичу у лабораторији да преузму карактеристике ембрионалних матичних ћелија. Иако се иПС ћелије понашају слично и изражавају нешто исто гени који се нормално експримирају у ембрионалним матичним ћелијама, нису тачни дупликати ембрионалних матичних ћелија.
Ове матичне ћелије имају способност диференцијације у ограничени број специјализованих типова ћелија. Мултипотентне матичне ћелије обично се развијају у било којој ћелији одређене групе или врсте. На пример, Коштана срж матичне ћелије могу произвести било коју врсту крв мобилни. Међутим, ћелије коштане сржи не стварају срце ћелије. Матичне ћелије одраслих и матичне ћелије пупчане врпце су примери мултипотентних ћелија.
Мезенхимске матичне ћелије су мултипотентне ћелије коштане сржи које имају способност да се диференцирају у неколико врста специјализованих ћелија повезаних са, али не укључујући крвне ћелије. Ове матичне ћелије рађају ћелије које се обликују специјализоване везивна ткива, као и ћелије које подржавају стварање крви.
Ове матичне ћелије имају могућност диференцијације у само неколико врста ћелија. Лимфоидна матична ћелија је пример олигопотентне матичне ћелије. Ова врста матичних ћелија не може се развити у било коју врсту крвне ћелије као што могу матичне ћелије коштане сржи. Они само стварају крвне ћелије лимфни систем, као што су Т ћелије.
Ове матичне ћелије имају неограничене репродуктивне могућности, али могу се разликовати само у једну врсту ћелије или ткива. Унипотентне матичне ћелије потичу из мултипотентних матичних ћелија и формирају се у ткиву одраслих. Кожа ћелије су један од најплоднијих примера унипотентних матичних ћелија. Те ћелије морају лако да прођу ћелијске деобе заменити оштећене ћелије.