La differenziazione cellulare descrive il processo attraverso il quale una cellula è destinata a diventare un particolare tipo di cellula, secondo il Dipartimento di Biologia del Kenyon College. Lo zigote è una cellula formata dall'unione di sperma e un uovo ed è considerato totipotente, nel senso che può svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula nel corpo. Anche le prime divisioni cellulari di questo zigote sono totipotenti.
Tutte le cellule del corpo umano contengono tutto il materiale genetico necessario per formare un essere umano, dice il Dipartimento di Biologia del Kenyon College. Con la differenziazione cellulare, non tutti i geni sono attivati in ogni cella. Ciò che diventa la cellula è determinato da vari fattori. Talvolta, alcuni componenti cellulari si spostano su un lato della cella prima che la cellula si divida, creando una distribuzione ineguale dei componenti nelle cellule figlie. Il più delle volte, tuttavia, un segnale proveniente da un'altra cella o dall'ambiente della cella fa sì che una cellula si distingua.
Le cellule staminali sono cellule speciali che non si sono ancora differenziate in nessuna cellula specifica, secondo il National Institutes of Health. Le cellule staminali embrionali provengono da embrioni, mentre le cellule staminali adulte derivano dagli adulti. Un altro tipo di cellula staminale è la cellula staminale pluripotente indotta, che è una cellula differenziata che ritorna in uno stato indifferenziato dopo essere stata stimolata.