細胞因子與神經干細胞的增殖、分化密切相關。不同的細胞因子在神經干細胞的誘導分化中起重要作用，但尚沒有一種細胞因子能在體外將神經干細胞全部誘導分化為所需的功能神經細胞，參與神經干細胞誘導分化的細胞因子有白細胞介素類，如IL-1、IL-7、IL-9及IL-11等。神經營養因子對神經干細胞分化到終末細胞的整個過程均有影響，如果將培養的神經干細胞置于腦源性神經營養因子作用下，大量的神經干細胞可以表現出分化神經元的特性。生長因子類，如上皮生長因子、神經生長因子及堿性成纖維細胞生長因子等也影響神經干細胞的分化。神經干細胞對不同種類、不同濃度的因子，以及多種因子聯合應用作用各不相同，在神經干細胞發育分化的不同階段，相同因子的作用也不同。如在表皮生長因子及堿性成纖維細胞生長因子存在的條件下，胚胎神經干細胞主要向神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞分化，而出生后及成年的腦神經干細胞，則無論是否有上皮生長因子及堿性成纖維細胞生長因子，都主要分化為星形膠質細胞。這些研究提示，上皮生長因子及堿性成纖維細胞生長因子對神經干細胞向功能細胞的誘導分化是復雜的。
