Tế bào gốc phôi có tiềm năng biệt hóa cao hơn tế bào gốc trưởng thành. Vì tế bào gốc phôi được thu nhận từ phôi giai đoạn tiền làm tổ nên các tế bào chưa biệt hóa, còn tế bào gốc trưởng thành được thu nhận từ cơ thể trưởng thành nên khả năng biệt hóa kém hơn.