सेल विशेषज्ञता, जिसे कोशिका विभेदन के रूप में भी जाना जाता है, वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा सामान्य कोशिकाएं शरीर के भीतर कुछ कार्यों को करने के लिए विशिष्ट कोशिकाओं में बदल जाती हैं। भ्रूण के विकास में कोशिका विशेषज्ञता सबसे महत्वपूर्ण है। वयस्कों में, स्टेम सेल अस्थि मज्जा, मस्तिष्क, हृदय और रक्त में खराब हो चुकी कोशिकाओं को बदलने के लिए विशेषीकृत होते हैं।
सटीक तंत्र जिसके द्वारा कोशिकाएं अलग-अलग होती हैं, अप्रैल 2010 तक ज्ञात नहीं है, हालांकि वैज्ञानिकों को पता है कि कुछ जीनों में कोशिका का डीएनए किसी विशेष प्रकार के सेल का निर्माण करने के लिए सक्रिय या निष्क्रिय होना चाहिए। स्ट्रोकोवस्की यारोस्लाव की परिकल्पना है कि पड़ोसी कोशिकाएं कोशिका में एक एजेंट का परिचय देती हैं जो इसे अंतर करने का कारण बनती है। जब शरीर में श्वेत रक्त कोशिकाओं की संख्या बहुत कम हो जाती है तो अस्थि मज्जा कोशिकाएं विशेषज्ञ साबित होती हैं।
ए युग्मनज गर्भाधान के समय, केवल एक कोशिका से मिलकर बनता है। युग्मनज एक भ्रूण के रूप में विकसित होता है, जो है एक बहुकोशिकीय जीव. भ्रूण के समुचित विकास के लिए कोशिका विशेषज्ञता महत्वपूर्ण है। भ्रूण को अपने प्रत्येक महत्वपूर्ण अंग, जैसे मस्तिष्क, हृदय और त्वचा को विकसित करने के लिए कोशिकाओं की आवश्यकता होती है।
वयस्क मुख्य रूप से दैहिक कोशिकाओं नामक कोशिकाओं से बने होते हैं, जो नहीं बदलते हैं। वयस्क शरीर में भी होता है मूल कोशिका, जिसे शरीर में खराब हो चुकी कोशिकाओं को बदलने के लिए विशेषीकृत किया जा सकता है। वयस्क स्टेम सेल शरीर के कई क्षेत्रों में पाए जा सकते हैं, जिनमें मस्तिष्क, हड्डियों और अस्थि मज्जा, हृदय, रक्त, त्वचा और प्रजनन अंग शामिल हैं। रक्त बनाने वाली स्टेम कोशिकाओं को हेमटोपोइएटिक कोशिका कहा जाता है, जबकि हड्डी या ऊतक बनाने वाली कोशिकाओं को स्ट्रोमल कोशिका कहा जाता है।
कुछ जानवर भी समर्पण करने में सक्षम हैं, जो विशेषज्ञता के विपरीत है। डिडिफरेंशिएशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें विशेष कोशिकाएं मूल कोशिकाएं बन जाती हैं। ये जानवर घायल या कटे हुए अंगों को फिर से बनाने के लिए इस प्रक्रिया का उपयोग करते हैं। मनुष्य के पास समर्पण करने में सक्षम कोशिकाएं नहीं हैं।
वैज्ञानिक वर्तमान में मधुमेह और हृदय रोग जैसी बीमारियों के उपचार में वयस्क स्टेम सेल के उपयोग की संभावनाओं की जांच कर रहे हैं; उनका मानना है कि स्टेम कोशिकाओं को हृदय या अग्न्याशय में रोगग्रस्त कोशिकाओं को बदलने के लिए विशेष रूप से ट्रिगर किया जा सकता है। अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण पहले से ही ल्यूकेमिया से पीड़ित लोगों में अधिक सफेद रक्त कोशिकाओं को उत्पन्न करने और कुछ प्रकार के स्तन या डिम्बग्रंथि के कैंसर के इलाज के लिए उपयोग किया जाता है।