ヒトやマウスの初期胚（胚盤胞）から将来胎児になる細胞集団（内部細胞塊）の細胞を取り出し、あらゆる細胞に分化できる能力（多能性）をもったままシャーレの中で培養し続けることができるようにしたものをES細胞（胚性幹細胞）という。ES細胞の実験的応用としては、シャーレの中で遺伝子操作をした細胞を受精卵に注入した後母親のお腹の中に移植し、個体に発生させることで、ある特定の遺伝子を破壊した遺伝子欠損マウス（ノックアウトマウス）を作成することができる。ある遺伝子を欠損したマウスを通常のマウスと比較することで、破壊した遺伝子が通常のマウスのなかでどのような働きをしていたかがわかる。また、シャーレの中で様々な細胞に変化させることができるため、ES細胞は再生医療への応用が注目されてきた。ES細胞を作るには、作成時に卵細胞が必要であり、ES細胞の作製効率が非常に低いため、ES細胞を作成するためには多くの卵細胞が必要となる。女性から多くの卵細胞を提供してもらうことは、非常に困難であるだけでなく、「将来ひとつの命となる卵細胞を治療のために犠牲にしてよいのか？」という倫理的問題もある。また、ES細胞を移植するときの拒絶反応の問題などもあって、ES細胞の再生医療への応用には様々なハードルがある。近年になり、患者さんの皮膚の細胞からES細胞のように様々な細胞に分化できるiPS細胞を作る技術が開発され、再生医療の本命として世界中で盛んに実用化に向けた研究が進められている。