Embryonale stamceller (ESCs) er pluripotente stamceller utviklet fra den indre cellemassen av en blastocyst, før denne utvikler seg til et embryo. ESCs kan differensieres til alle celletyper, og ved gjentagende forsøk får man konsistente resultater, hvilket gjør sammenligning lettere. Imidlertid er bruken av disse etnisk kontroversiell, og forskning på disse er dermed relativt strengt regulert. Å bruke ESCs gjør det også vanskelig å dekke et bredt genetisk spekter, hvilket kan være viktig for å fange opp variasjon hos mennesker med forskjellig genetisk bakgrunn. I tillegg er celler basert på ESCs , som gjør at de ikke direkte er sammenlignbare med cellene i kroppen, som har utviklet seg over mye lengre tid.