PS细胞与胚胎干细胞非常相似，部份的胚胎（受精后几天的胚胎）可在体外生长。他们显示iPS细胞具有多能性，即能够产生身体的所有细胞谱系。后来他和他的团队从成年人的成纤维细胞中产生了第一组iPS细胞。在该领域，山中与以往研究的主要区别，在于他的团队使用多种转录因子，而不是每个实验转染一个转录因子。他们以早期胚胎中已知的24个转录因子开始尝试，最终发现4个关键的转录因子：现称山中因子（Yamanaka factors）的Sox2、Oct3/4、和c-Myc。
赢得诺贝尔奖的iPS细胞研究.