يشير مصطلح "الخلايا الجذعية السرطانية" (CSCs) إلى الخلايا السرطانية التي تُظهر سماتٍ مشابهةً للخلايا الجذعية الطبيعية، أي قدرتها على إنتاج جميع أنواع الخلايا المُحددة في البيئة الدقيقة للورم.

وقد وُجد أن الخلايا الجذعية السرطانية تتطور عادةً من خلايا ورمية أخرى أو خلايا جسدية غير سرطانية، وذلك باكتساب خصائص جذعية وخبيثة من خلال تعديلات جينية مُحددة. ويمكن لعددٍ ضئيلٍ من الخلايا الجذعية السرطانية، المُحددة في السرطان الصلب والسائل، أن تُؤدي إلى ظهور مجموعة كاملة من الأورام ذات مقاومة شرسة للأدوية المضادة للسرطان، وانتشارٍ خبيث، وغزوية.

 علاوة على ذلك، تُغير الخلايا الجذعية السرطانية خصائصها الجوهرية والخارجية، وتُنظم النمط الأيضي للخلية، وتُعدل كفاءة تدفقها الداخل والخارج، وتُعدل مسارات الإشارات المختلفة، وتُعيق إشارات موت الخلايا المبرمج، وتُسبب تغيرات جينية وفوق جينية للحفاظ على تعدد قدراتها وقدرتها على التجدد الذاتي، ومن الجدير بالذكر أنه للحفاظ على قدرة الخلايا الجذعية السرطانية على التحول إلى خلايا خبيثة، تتفاعل الخلايا الجذعية المتوسطة، والأرومات الليفية المرتبطة بالورم، والخلايا المناعية، وغيرها، علاوة على ذلك، تتميز الخلايا الجذعية السرطانية بالتعبير عن علامات جزيئية محددة ذات أهمية تشخيصية وتنبؤية كبيرة.