La información acumulada hasta la fecha sobre el desarrollo embrionario y las células madre proviene de la investigación básica sobre células madre embrionarias de ratón. Desde 1998, los investigadores han logrado cultivar células madre embrionarias humanas en condiciones de laboratorio. Las líneas de células madre embrionarias humanas se han establecido a partir de la masa celular interna de blastocistos humanos producidos mediante procedimientos de fecundación in vitro. Las técnicas para cultivar células madre embrionarias humanas, tal y como se ha descrito anteriormente, son similares a las utilizadas para el cultivo de células madre embrionarias de ratón. Sin embargo, las células madre embrionarias humanas deben cultivarse en una capa alimentadora de fibroblastos embrionarios de ratón o en medios acondicionados por fibroblastos embrionarios de ratón. Las líneas de células madre embrionarias humanas pueden mantenerse en cultivo para generar un número indefinido de células madre idénticas para la investigación. Al igual que con las células madre embrionarias de ratón, las condiciones de cultivo se han diseñado para dirigir la diferenciación hacia tipos celulares específicos (por ejemplo, células neurales y hematopoyéticas). Las aplicaciones de las células madre como agentes terapéuticos están muy extendidas.