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Una célula madre es aquella célula que se encuentra en un estado muy indiferenciado capaz de diferenciarse (de producir) otras células más especializadas. Una célula madre cuando se divide es capaz de generar una célula igual a sí misma y otra diferente, especializada (división asimétrica) cuando y donde tal división es necesaria. En la mitosis el producto de la división son siempre dos células, pero en el caso de las células madre una se mantiene como tal y otra se especializa. Esta definición engloba a cualquier célula madre.

Es común que en documentos especializados se las denomine células Stem.

Una característica fundamental de las células madres es que pueden mantenerse (en el cuerpo o en una placa de cultivo) de forma indefinida. Puesto que al dividirse siempre forman una célula idéntica a ellas mismas, siempre se mantiene una población de células madres.