يمكن تصنيف جميع الخلايا الجذعية المعروفة في واحدة من خمس مجموعات، على أساس قدرتها على التحول. وهذه المجموعات هي:

1- الخلايا الجذعية مكتملة التكوين (القادرة) Totipotent (or Omnipotent) Stem Cells

هذا النوع من الخلايا الجذعية هو الأقوى من بين جميع الأنواع المعروفة. تستطيع هذه الخلايا التحول إلى أنسجة جنينية، وكذلك إلى أنسجة خارج الجنينية، مثل المشيماء chorion، والكيس المحي  yolk sac، والسلى amnion، والسقاء allantois. 

2- الخلايا الجذعية وافرة القدرات (المستحثة) Pluripotent Stem Cells

النوع التالي من الخلايا الجذعية الأكثر قوة هو الخلايا الجذعية وافرة القدرات. تكمن أهمية هذا النوع من الخلايا في أن بإمكانها التجدد ذاتياً والتشكل في صورة أيٍ من الطبقات الجرمية الثلاث، وهي: الأديم الظاهر، والأديم الباطن، والأديم المتوسط، ثم تتشكل هذه الطبقات الجرمية الثلاث لتكون جميع الأنسجة والأعضاء داخل جسم الإنسان

3- الخلايا الجذعية متعددة القدرات Multipotent Stem Cells

الخلايا الجذعية متعددة القدرات هي نوع متوسط من الخلايا الجذعية، حيث يمكنها التجدد ذاتياً والتحول إلى أنواع محددة من الخلايا. أفضل مثال على هذا النوع من الخلايا هو الخلية الجذعية الوسيطية (MSC). mesenchymal stem cell

4- الخلايا الجذعية محدودة القدرات Oligopotent Cells

النوع التالي من الخلايا الجذعية هو الخلايا محدودة القدرات، والتي تشابه الفئة السابقة (الخلايا الجذعية متعددة القدرات)، لكنها مقيدة بصورة أكبر على التحول. في حين يمكن لهذه الخلايا التجدد ذاتياً والتحول، فإنها تفعل ذلك فقط في نطاق محدود، حيث يمكنها ممارسة هذا السلوك مع أنواع محددة من الخلايا وثيقة الصلة. أبرز مثال على هذا النوع هو الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSC). 

5-الخلايا الجذعية وحيدة القدرة  Unipotent Stem Cells

وأخيراً، لدينا الخلايا الجذعية وحيدة القدرة، والتي تعتبر أقل الأنواع قوة وأكثرها محدودية. من الأمثلة على هذا النوع من الخلايا نجد الخلايا الجذعية العضلية.

الغرض من تصنيف هذه الفئات هو تقييم القدرة الوظيفية للخلايا الجذعية على أساس إمكانية التحول.

والجدير بالذكر أن كل فئة لها تطبيقات بحثية مختلفة، وتطبيقات طبية، وتطبيقات في مجال الأدوية.