ความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดเป็นกระบวนการที่เซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่ได้พัฒนาเป็นเนื้อเยื่อชนิดหนึ่งเช่นเซลล์เม็ดเลือดแดงที่เจริญเต็มที่ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ในทุกช่วงของชีวิตตั้งแต่การพัฒนาของตัวอ่อนตั้งแต่แรกจนถึงวัยผู้ใหญ่เนื่องจากร่างกายต้องการเซลล์พิเศษใหม่ที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง มีหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการสร้างความแตกต่างของเซลล์รวมถึงทริกเกอร์ด้านสิ่งแวดล้อมและชีวภาพสำหรับเซลล์ประเภทต่างๆ
จำนวนเซลล์ต่างชนิดกันที่เซลล์ต้นกำเนิดสามารถเจริญเต็มที่นั้นจะถูกสะท้อนโดยความแรงของมัน เซลล์ totipotent สามารถพัฒนาเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้เมื่อครบกำหนด เซลล์ดังกล่าวพบได้ในระยะบลาสโตซิสระยะแรกของการพัฒนาตัวอ่อนเมื่อเซลล์ทุกเซลล์ต้องสามารถก่อให้เกิดเซลล์ที่หลากหลายเพื่อให้ตัวอ่อนเจริญเติบโต ในขณะที่การพัฒนาของตัวอ่อนดำเนินไปเซลล์ต้นกำเนิดจะกลายเป็น pluripotent ตามธรรมชาติโดยมีความสามารถในการแยกออกเป็นหลายชนิดของเซลล์ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด
เซลล์ต้นกำเนิดหลายขั้วสามารถแยกความแตกต่างออกเป็นหลายประเภทเซลล์ที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่นเซลล์เม็ดเลือดที่ก่อให้เกิดเซลล์เม็ดเลือดชนิดต่าง ๆ สามารถรับความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดเพื่อเปลี่ยนเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวหรือเม็ดเลือดแดง อย่างไรก็ตามพวกมันไม่สามารถเปลี่ยนเป็นเยื่อบุกระเพาะอาหารหรือเซลล์ประสาทได้ เซลล์หลายเซลล์ในลักษณะนี้มักพบในสิ่งมีชีวิตในผู้ใหญ่เพื่อจัดหาเซลล์สดอย่างต่อเนื่องเพื่อแทนที่เซลล์เก่าที่เสื่อมสภาพและชำรุด
ในความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดเซลล์ต้นกำเนิดได้รับสัญญาณเพื่อเริ่มต้นการสุก เซลล์อาจผ่านช่วงชีวิตหลายช่วงก่อนที่มันจะกลายเป็นเซลล์ที่สมบูรณ์ ข้อผิดพลาดสามารถเกิดขึ้นได้และเซลล์อาจกลายเป็นผิดรูปหรือสามารถพัฒนาปัญหาอื่น ๆ ได้ ระบบภูมิคุ้มกันยังคงจับตาดูเซลล์ดังกล่าวดังนั้นมันจึงสามารถเข้ามาทำลายพวกมันและรีไซเคิลส่วนประกอบของมันก่อนที่พวกเขาจะมีโอกาสพัฒนาเต็มที่และทำให้เกิดปัญหา ร่างกายต้องการเลือดและเซลล์ผิวใหม่ตลอดเวลาและต้องอาศัยความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดเพื่อตอบสนองความต้องการนี้
นักวิจัยทางวิทยาศาสตร์มีความสนใจเป็นพิเศษในการสร้างความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนเนื่องจากคุณสมบัติของโทโพโลทีนและ pluripotent พวกเขาศึกษาการพัฒนาของตัวอ่อนเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการที่เซลล์เจริญเติบโตและลำดับที่โครงสร้างต่าง ๆ เกิดขึ้นเมื่อตัวอ่อนเจริญเติบโต สิ่งนี้สามารถให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับการเกิดข้อบกพร่องเช่นเดียวกับประวัติทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตหลายชนิดแสดงพัฒนาการของตัวอ่อนแบบขนานไปจนถึงระยะหนึ่งซึ่งพวกมันเริ่มมีลักษณะที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงเหมือนกับตัวอย่างที่สมบูรณ์ของสิ่งมีชีวิตต่างชนิด ความคล้ายคลึงกันเหล่านี้ในการพัฒนาสามารถบอกใบ้ถึงประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตต่างๆ
