La diferencia clave entre las células madre pluripotentes y multipotentes es que las células pluripotentes tienen la capacidad de diferenciarse en cualquier tipo de célula de las tres capas germinales, mientras que las células madre multipotentes tienen la capacidad de desarrollarse en un rango limitado de tipos celulares específicos.
Ciertas células tienen la capacidad de diferenciarse en otros tipos de células especializadas. Esta capacidad se denomina potencia celular. Cuando una célula puede diferenciarse en más tipos de células, esa célula en particular tiene una gran potencia. Asimismo, las células madre tienen una gran potencia celular. Son células indiferenciadas de organismos multicelulares que pueden dividirse rápidamente y diferenciarse en otros tipos de células. En consecuencia, existen dos tipos principales de células madre. Es decir, son células madre embrionarias y células madre adultas. Según la capacidad de diferenciarse en tipos de células, algunas células madre son totipotentes mientras que otras son pluripotentes y multipotentes. Las células madre pluripotentes pueden convertirse en cualquier tipo de células en las tres capas germinales, mientras que las células madre multipotentes pueden diferenciarse en tipos celulares específicos. En consecuencia, las células madre embrionarias son células pluripotentes. Por otro lado, las células madre sanguíneas son células madre multipotentes.