令社会各界关注的人类胚胎干细胞技术可以使用三种胚胎，但操作过程相同。
目前在研究中使用最普遍的胚胎是冷冻胚胎，即不育治疗诊所多余的或废弃的胚胎，他们是用不育夫妇的精卵培育的人工受精胚胎；第二种是新胚胎，现在美国至少有一家不育诊所为研究目的正在制造这种胚胎，但公共经费不允许资助这种新胚胎；第三种是克隆胚胎，即用人类细胞克隆的胚胎，这种技术在英国是合法的，但美国正在考虑禁止它。
人类受精卵在发育5天后的胚胎被称为胚泡，胚泡是个针尖大小的细胞球。在第6天，胚泡内部的细胞群开始形成，细胞群中含有适合研究用的干细胞，这些细胞事实上能够形成人体的所有细胞，如果植入子宫中，它们将转变为胎儿。
科学家从胚泡中取出干细胞，然后放到培养液里。科学家说，他们可以在培养皿中让干细胞生长成多种不同的组织，包括可以跳动的心脏细胞。但这一过程破坏了胚胎，由此引发道德和伦理争议。也有美国科学家找到了不破坏胚胎但照样提取胚胎干细胞的方法，这种干细胞形成下代的卵子和精子，因此被称为人类胚胎生殖系干细胞，但人类胚胎生殖系干细胞与普通胚胎干细胞是否具有相同的分化能力，尚未得到彻底验证。
