As células-tronco embrionárias são células originadas do cultivo in vitro da massa celular interna (MCI) do embrião na fase de blastocisto. Sob condições favoráveis, estas células proliferam de forma intensa mantendo a capacidade de divisão assimétrica, ou seja, gerar dois tipos de células filhas: indiferenciadas e diferenciadas. Apesar de apresentarem características morfológicas e exigências de cultivo diferentes de células no embrião, estas células mantêm a característica mais importante das células da MCI: a capacidade de se diferenciar em quase todos, se não todos, os tecidos que formam o organismo. Uma particularidade destas células é a capacidade de proliferação indefinida. Este comportamento é bastante desejável, já que permite realizar manipulações genéticas mais complexas, bem como estudar os mecanismos de diferenciação celular.

Através da terapia celular utilizando células-tronco, será possível, em teoria, curar diversas enfermidades humanas. Apesar da grande expectativa de que células-tronco adultas eram capazes de gerar células filhas de tecidos não relacionados estes estudos têm sido contestados. Por isso, as células-tronco embrionárias apresentam maior potencial científico e terapêutico.