干細胞移植治療技術，被譽為人類有史以來的飛躍式醫療手段，實現人體各個器官修復和更新，能消除目前80%以上的各類疾病。
和胚胎干細胞所引發的道德爭議相較之下，成體干細胞較為大家接受。
利用成體干細胞進行治療的困難是并非所有的組織器官皆能分離出干細胞，且數量很少，若以其他器官分離出來的干細胞發育成其他組織細胞，其移植和功能性皆低于原器官分離出的干細胞。經由體外培養的干細胞，其特性常常會在培養過程中改變，其研究結果可能與臨床情況不同。若是要由病人人體分離干細胞進行治療，其干細胞可能也有發病的潛在因子，若進行移植配對尋找捐贈者又很耗時。研究上，成體干細胞分化的功能尚未完全理清，使用干細胞治療，可能有風險存在。
有潛力的治療病癥
各類器官的修復
干細胞能在短時間內修復各種器官組織，為各類疾病提供非常有效的治療效果。
癌癥
把成人神經干細胞注射到老鼠大腦中的研究可以神奇的成功治療腫瘤。由于腦癌的擴散如此迅速，運用傳統的技術幾乎不可能治愈。哈佛醫學院的研究人員注射了由基因工程得到的成人干細胞，用以把另外注射的無毒性物質轉化成抗癌劑。幾天之內，成人干細胞遷移到癌變區域，注射物可以減少百分之八十的腫塊。
胚胎干細胞分化為神經細胞
神經細胞曾被認為是無法再生的，事實上，成人后我們很難獲得新的神經細胞來彌補原有的細胞的損傷。而對病患注射干細胞并進行分化，使他們有可能重新獲得喪失的能力。被認為可以用于治療帕金森癥等疾病或外部原因造成的腦損傷。
在2005年1月，關于如何促使哺乳動物的干細胞分化成為人類腦部細胞取得了重大進展。這讓我們看到了對于一些神經疾病的治療的一道曙光。（Lou Gehrig's disease, muscular dystrophy,和spinal cord）
威斯康星州大學的研究人員們成功的將胚胎干細胞催化為神經干細胞，接著成為運動神經細胞，并最終成為脊髓運動神經細胞。這種細胞在人體內作用于傳播從腦部到脊髓的信號傳播。這種新產生的運動神經細胞表現出電活動，這是神經活動的基本特征。
利用干細胞注射恢復行走能力
肌肉損傷
骨骼
骨髓間充質干細胞是具有自我更新能力并可以分化成為成骨細胞的一種干細胞。多項基于動物骨髓的研究和一些初步的臨床數據顯示了它們在重建骨骼方面的貢獻。在整形外科方面，一些創傷引起的，由癌癥引起的或感染引起的骨細胞的損失，在進行手術彌補人造關節會引起一些不便。而進行干細胞的自體移植正可以解決這方面的問題。
利用患者的干細胞修復心臟缺失
神經學
就像可以移植死人身上的器官一樣，加利福尼亞Salk Institute的研究人員發現，成年人的干細胞也可以移植。從尸體腦部取出的成人干細胞能夠分化成很重要的神經細胞，然而他們到底能不能正常工作還是一個未知數。
血液補充
脫發
毛發囊泡也具有干細胞，2004年11月，一些研究人員預言說，這些毛囊干細胞的研究可以導致4－5年內脫發可以通過毛發克隆技術被治愈。預計這種治療將在最開始從現存毛囊中取出干細胞，在培養基中繁殖然后將新的毛囊移植到頭皮當中。后期的治療可能可以簡單的向毛囊干細胞發出信號從而向附近那些因年長而萎縮的毛囊細胞發出化學信號，導致它們輪流再生制造健康的頭發。