Kök hücreler farklılaşmış hücreler için değişimli ve yenilenebilir bir kaynak olarak çalışabilmektedir. Genel olarak araştırmacılar erişkin, fetal ve embriyonik kök hücrelerin çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılan sinir hücresi, kas hücresi, kan hücresi ve deri hücresi gibi özellikli hücreler için bir kaynak olabilme potansiyelini incelemektedirler.
Örneğin; Parkinson hastalığında kök hücreler dopamin salgılayan özel bir çeşit sinir hücresi oluşturmada kullanılabilirler. Teorik olarak bu sinir hücreleri hastanın beyin iletilerini yeniden düzenleyecek ve fonksiyonunu geri kazandıracak olan yere nakledilerek tedavi sağlanabilecektir.
Hematopoetik (kan sistemi) kök hücreler, kemik iliğinde bulunan ve tüm kan hücrelerinin öncüsü olan, günümüzde tedavide en çok kullanılan kök hücre tipidir. Doktorlar 40 yıldan daha uzun bir zamandan beri tedavi amaçlı hematopoetik kök hücre nakletmişlerdir. Hematopoetik kök hücre toplama yada saklama için kullanılan ilerlemiş teknoloji şimdi lösemi, lenfoma ve çok sayıda kan hastalığının tedavisinde rutin olarak kullanılmaktadır.