细胞维持多能性；而（一种miRNA）的表达则会使胚胎干细胞开始分化。受精卵发育早期，基因组所有的DNA甲基化都会由甲基转移酶消除；而与胚胎干细胞自我更新有关的基因区域会在分化过程中再次甲基化，这些基因的表达也随之停止。胚胎干细胞多能性的维持还需要依靠胞外微环境提供适宜的信号，否则，胚胎干细胞很容易分化爲其他类型的细胞。过去，胚胎干细胞的培养需要在有一层餵养层细胞的培养基上进行。餵养层细胞一般是经丝裂霉素等有丝分裂阻断剂处理过的胚胎成纤维细胞，这些细胞能分泌特定的信号分子模拟早期胚胎发育的微环境，使胚胎干