In determinate condizioni le cellule ES sono capaci di autopropagarsi indefinitamente rimanendo in uno stato indifferenziato e hanno la capacità, quando ricevono determinati segnali, di differenziarsi in quasi tutti fenotipi cellulari maturi, presumibilimente passando attraverso cellule precursori. Queste caratteristiche di propagazione permettono alle cellule staminali embrionali di essere impiegate nella ricerca e nella medicina rigenerativa.