胚胎干细胞具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性，无论在体外还是体内环境，都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型，包括心肌细胞、神经元、血细胞等。这种发育的全能性使得胚胎干细胞在医学研究和应用中具有巨大的潜力和价值。

胚胎干细胞的研究可以追溯到上世纪五十年代，随着畸胎瘤干细胞(EC细胞)的发现，开始了胚胎干细胞的生物学研究历程。胚胎干细胞因其独特的生物学特性，在疾病治疗、药物筛选、器官移植等领域展现出了广阔的应用前景。

例如，在细胞替代疗法中，胚胎干细胞可以被诱导分化为受损或病变部位所需的细胞类型，进而实现细胞替代治疗;在组织修复与再生领域，胚胎干细胞可以促进受损组织的修复和再生;在药物筛选方面，利用胚胎干细胞制成的细胞系可以测试药物的毒性和有效性，加速药物的研发进程。